JP6201513B2 - LAMINATE MANUFACTURING METHOD AND DEVICE STRUCTURE MANUFACTURING METHOD USING THE SAME - Google Patents
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Description
本発明は、ポリイミドフィルムと無機基板等の支持体との積層体であって、必要に応じて支持体からポリイミドフィルムを容易に分離できる積層体の製造方法と、該積層体を利用したデバイス構造体の製造方法とに関するものである。 The present invention is a laminate of a polyimide film and a support such as an inorganic substrate, and a method for producing a laminate capable of easily separating the polyimide film from the support as required, and a device structure using the laminate It is related with the manufacturing method of a body.
近年、半導体素子、MEMS素子、ディスプレイ素子など機能素子の軽量化、小型・薄型化、フレキシビリティ化を目的として、高分子フィルム上にこれらの素子を形成する技術開発が活発に行われている。すなわち、情報通信機器(放送機器、移動体無線、携帯通信機器等)、レーダーや高速情報処理装置などといった電子部品の基材の材料としては、従来、耐熱性を有し且つ情報通信機器の信号帯域の高周波数化(GHz帯に達する)にも対応し得るセラミックが用いられていたが、セラミックはフレキシブルではなく薄型化もしにくいので、適用可能な分野が限定されるという欠点があったため、最近は高分子フィルムを基材としている。 In recent years, for the purpose of reducing the weight, size and thickness of functional elements such as semiconductor elements, MEMS elements, and display elements, and increasing flexibility, technological developments for forming these elements on polymer films have been actively conducted. That is, as a material for the base material of electronic parts such as information communication equipment (broadcast equipment, mobile radio, portable communication equipment, etc.), radar, high-speed information processing equipment, etc. Ceramics that can cope with higher frequency bands (up to the GHz band) have been used, but since ceramics are not flexible and difficult to reduce in thickness, there is a drawback that applicable fields are limited. Is based on a polymer film.
半導体素子、MEMS素子、ディスプレイ素子などの機能素子を高分子フィルム表面に形成するにあたっては、高分子フィルムの特性であるフレキシビリティを利用した、いわゆるロール・ツー・ロールプロセスにて加工することが理想とされている。しかしながら、半導体産業、MEMS産業、ディスプレイ産業界では、これまでウエハベースないしガラス基板ベース等のリジッドな平面基板を対象としたプロセス技術が構築されてきた。そのため、現実的な選択としては、高分子フィルムを、例えばガラス板、セラミック板、シリコンウエハ、金属板などの無機物からなるリジッドな支持体に貼り合わせ、その上に所望の素子を形成した後に支持体から剥離することが考えられ、これにより既存インフラを利用して高分子フィルム上に形成した機能素子からなるデバイス構造体を得ることが可能となる。 When functional elements such as semiconductor elements, MEMS elements, and display elements are formed on the surface of a polymer film, it is ideal to process them using a so-called roll-to-roll process that uses the flexibility of polymer films. It is said that. However, in the semiconductor industry, the MEMS industry, and the display industry, a process technology for a rigid flat substrate such as a wafer base or a glass substrate base has been constructed so far. Therefore, as a practical choice, a polymer film is bonded to a rigid support made of an inorganic material such as a glass plate, a ceramic plate, a silicon wafer, or a metal plate, and a desired element is formed thereon, and then supported. It is conceivable to peel from the body, which makes it possible to obtain a device structure composed of functional elements formed on a polymer film using existing infrastructure.
従来、無機物からなる支持体への高分子フィルムの貼り合わせは、粘着剤や接着剤を用いて広く行われてきた。このようにして得られた高分子フィルムと無機物からなる支持体とを貼り合わせた積層体に所望の機能素子を形成する場合、機能素子の形成を行う上で支障ないレベルの表面平滑性、寸法安定性、クリーン性、プロセス温度への耐性、微細加工に用いられる薬液への耐性等が当該積層体に求められる。しかしながら、従来の貼り合せ用の接着剤や粘着剤は十分な耐熱性を有していなかったため、機能素子の形成温度が高い場合には適用できないのが現状であった。 Conventionally, bonding of a polymer film to a support made of an inorganic material has been widely performed using an adhesive or an adhesive. In the case where a desired functional element is formed on a laminate in which the polymer film thus obtained and a support made of an inorganic material are bonded together, a level of surface smoothness and dimensions that do not hinder the formation of the functional element. The laminated body is required to have stability, cleanliness, resistance to process temperature, resistance to chemicals used for fine processing, and the like. However, since conventional adhesives and pressure-sensitive adhesives for bonding did not have sufficient heat resistance, they cannot be applied when the functional element is formed at a high temperature.
よって、耐熱性の観点から融点の低い高分子フィルムは適しておらず、無機物からなる支持体へ貼り合せる高分子フィルムとしては、例えば、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレンなどの高分子フィルム、ガラス繊維強化エポキシ等が用いられる。特にポリイミドからなるフィルムは、耐熱性に優れ、しかも強靭であるので薄膜化が可能になるという長所を備えている。 Therefore, a polymer film having a low melting point is not suitable from the viewpoint of heat resistance, and examples of the polymer film to be bonded to a support made of an inorganic material include polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, polyimide, and polytetrafluoroethylene. A polymer film, glass fiber reinforced epoxy, or the like is used. In particular, a film made of polyimide has the advantage that it can be thinned because it has excellent heat resistance and is tough.
このポリイミドフィルムを用いた製造方法として、特許文献1には、支持体とポリイミドフィルムとから構成されてなる積層体の製造方法が記載されている。具体的には、ポリイミドフィルムとして、少なくとも上記支持体に対向させる面にプラズマ処理が施されたフィルムを用いており、支持体とポリイミドフィルムとが対向する面の少なくとも一方に、カップリング剤を塗布してカップリング処理層を形成し、次いでカップリング処理層の一部に不活性化処理を施してパターン化処理を施しており、その後、支持体とポリイミドフィルムとを重ね合わせて加圧加熱処理を行っている。 As a production method using this polyimide film, Patent Document 1 describes a production method of a laminate comprising a support and a polyimide film. Specifically, as the polyimide film, a film having a plasma treatment applied to at least the surface facing the support is used, and a coupling agent is applied to at least one of the surfaces facing the support and the polyimide film. A coupling treatment layer is formed, and then a part of the coupling treatment layer is subjected to an inactivation treatment and subjected to a patterning treatment. It is carried out.
しかし、上記製法では、カップリング処理層を形成し、カップリング処理層に対してパターン化処理を行った後に、支持体とポリイミドフィルムとを重ね合わせている。このように、カップリング処理層形成から支持体とポリイミドフィルムとを重ね合わせるまでに、カップリング処理層のパターン化処理という工程が入ることによって、カップリング処理層表面が汚れ、デバイス作製時に支持体とポリイミドフィルムとが重ね合っている面(デバイス作製面)に気泡が発生するおそれがある。カップリング処理層表面が汚れることによって、支持体とポリイミドフィルムとの剥離強度が低下するおそれがある。そして、カップリング処理層の表面には汚染しやすかったり、異物が吸着しやすいにもかかわらず、その表面の汚染除去や異物除去は困難である。また、デバイス作製面に気泡が発生すると、デバイス作製面に凹凸が生じるおそれがあり、その凹凸が生じた面にデバイスを作製すると、デバイスのパターン位置ずれが生じる、薄膜に斑ができてデバイスの特性にばらつきが生じる、デバイスに欠線が生じるなどの問題が生じやすい。 However, in the said manufacturing method, after forming a coupling process layer and performing a patterning process with respect to a coupling process layer, a support body and a polyimide film are piled up. In this way, the coupling treatment layer surface is soiled by the process of patterning the coupling treatment layer from the coupling treatment layer formation to the superimposition of the support and the polyimide film, so that the surface of the coupling treatment layer is contaminated. There is a possibility that bubbles may be generated on the surface (device fabrication surface) where the polyimide film and the polyimide film overlap. If the surface of the coupling treatment layer becomes dirty, the peel strength between the support and the polyimide film may be reduced. And although the surface of a coupling process layer is easy to be contaminated or a foreign material tends to adsorb | suck, the contamination removal and foreign material removal of the surface are difficult. In addition, if bubbles are generated on the device fabrication surface, irregularities may occur on the device fabrication surface, and if a device is fabricated on the surface on which the irregularities have been produced, the pattern position of the device will be shifted, spots on the thin film will occur, and Problems such as variations in characteristics and broken lines in devices are likely to occur.
本発明は、カップリング処理層表面の汚れを低減させることができる積層体の製造方法及びそれを用いたデバイス構造体の製造方法の提供を課題として掲げた。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a laminate that can reduce contamination on the surface of a coupling treatment layer and a method for manufacturing a device structure using the same.
本発明者等は、ポリイミドフィルムに対してパターン化処理を行い、その後、支持体とポリイミドフィルムとを重ね合わせる製造方法を採用することによって、カップリング剤表面に対する作業工程を減らした本発明を完成するに至った。 The present inventors completed the present invention by reducing the number of work steps for the coupling agent surface by performing a patterning process on the polyimide film and then adopting a manufacturing method in which the support and the polyimide film are superimposed. It came to do.
本発明は、支持体とポリイミドフィルムとの積層体の製造方法であって、上記支持体の上記ポリイミドフィルムに対向する側の面に対して、カップリング処理層を形成するカップリング処理層形成工程と、上記ポリイミドフィルムの上記支持体に対向する側の面の一部に、パターン化処理を施して所定のパターンを形成するパターン形成工程と、上記カップリング処理層形成工程及び上記パターン形成工程の後に、上記支持体と上記ポリイミドフィルムとを重ね合わせて加圧加熱処理する加圧加熱処理工程とを備えることを特徴とする。 This invention is a manufacturing method of the laminated body of a support body and a polyimide film, Comprising: The coupling process layer formation process of forming a coupling process layer with respect to the surface of the said support body facing the said polyimide film. A pattern forming step of forming a predetermined pattern by patterning a part of the surface of the polyimide film facing the support, a coupling treatment layer forming step, and a pattern forming step. And a pressure heat treatment step of superposing the support and the polyimide film on each other to perform a pressure heat treatment.
上記パターン化処理が不活性化処理であり、該不活性化処理が、ブラスト処理、真空プラズマ処理、大気圧プラズマ処理、コロナ処理、活性放射線照射処理、活性ガス処理、及び薬液処理からなる群より選択される少なくとも1種を行うことが好ましく、上記不活性化処理として少なくともUV照射処理を施すことがより好ましい。 The patterning process is an inactivation process, and the inactivation process is selected from the group consisting of a blast process, a vacuum plasma process, an atmospheric pressure plasma process, a corona process, an actinic radiation irradiation process, an active gas process, and a chemical solution process. It is preferable to perform at least one selected, and it is more preferable to perform at least UV irradiation treatment as the inactivation treatment.
上記パターン形成工程の前に、上記ポリイミドフィルムの上記支持体に対向する側の面に対して、プラズマ処理を施すプラズマ処理工程を備えることが好ましい。 Before the pattern formation step, it is preferable to provide a plasma treatment step of performing a plasma treatment on the surface of the polyimide film facing the support.
上記プラズマ処理工程と上記加圧加熱処理工程との間に、上記ポリイミドフィルムに酸処理を施す酸処理工程を備えることが好ましい。 It is preferable to provide an acid treatment step for performing acid treatment on the polyimide film between the plasma treatment step and the pressure heat treatment step.
また、本発明には、デバイス構造体の製造方法も包含され、この方法はポリイミドフィルム上にデバイスが形成されてなる構造体を製造する方法であって、支持体とポリイミドフィルムとカップリング処理層とを有する上記記載の製法で作製された積層体を用い、該積層体のポリイミドフィルム上にデバイスを形成した後、上記ポリイミドフィルムに切り込みを入れて該ポリイミドフィルムを上記支持体から剥離することを特徴とする。 The present invention also includes a method for producing a device structure, which is a method for producing a structure in which a device is formed on a polyimide film, and comprises a support, a polyimide film, and a coupling treatment layer. And forming a device on the polyimide film of the laminate, then cutting the polyimide film and peeling the polyimide film from the support. Features.
本発明に係る支持体とポリイミドフィルムとの積層体の製造方法は、支持体上にカップリング処理層を形成し、ポリイミドフィルムに対してパターン化処理を行い、その後、支持体とポリイミドフィルムとを重ね合わせており、その結果、カップリング剤表面に対する作業工程を減らすことができ、すなわち、カップリング処理層表面が汚れるおそれを低減することができるものである。 The manufacturing method of the laminated body of the support body and polyimide film which concerns on this invention forms a coupling process layer on a support body, performs a patterning process with respect to a polyimide film, Then, a support body and a polyimide film are used. As a result, the work process on the surface of the coupling agent can be reduced, that is, the possibility that the surface of the coupling treatment layer is soiled can be reduced.
本発明の積層体の製造方法は、少なくとも支持体とポリイミドフィルムとを用いて、これらから構成される積層体を製造する方法である。 The manufacturing method of the laminated body of this invention is a method of manufacturing the laminated body comprised from these using a support body and a polyimide film at least.
(積層体の製造方法)
本発明の積層体の製造方法は、支持体とポリイミドフィルムとの積層体を製造する方法である。
(Laminate manufacturing method)
The manufacturing method of the laminated body of this invention is a method of manufacturing the laminated body of a support body and a polyimide film.
<支持体>
本発明における支持体は、無機物からなり基板として用いることのできる板状のものであればよく、例えば、ガラス板、セラミック板、シリコンウエハ、金属等を主体としているもの、および、これらガラス板、セラミック板、シリコンウエハ、金属の複合体として、これらを積層したもの、これらが分散されているもの、これらの繊維が含有されているものなどが挙げられる。
<Support>
The support in the present invention may be a plate made of an inorganic material that can be used as a substrate, for example, a glass plate, a ceramic plate, a silicon wafer, a metal wafer or the like mainly, and these glass plates, Examples of the ceramic plate, silicon wafer, and metal composite include those obtained by laminating them, those in which they are dispersed, and those containing these fibers.
上記ガラス板としては、石英ガラス、高ケイ酸ガラス(96%シリカ)、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス(パイレックス(登録商標))、ホウケイ酸ガラス(無アルカリ)、ホウケイ酸ガラス(マイクロシート)、アルミノケイ酸塩ガラス等が含まれる。これらの中でも、線膨張係数が5ppm/℃以下のものが望ましく、市販品であれば、液晶用ガラスであるコーニング社製の「コーニング(登録商標)7059」や「コーニング(登録商標)1737」、「EAGLE」、旭硝子社製の「AN100」、日本電気硝子社製の「OA10」、SCHOTT社製の「AF32」などが望ましい。 As the glass plate, quartz glass, high silicate glass (96% silica), soda lime glass, lead glass, aluminoborosilicate glass, borosilicate glass (Pyrex (registered trademark)), borosilicate glass (non-alkali), Borosilicate glass (microsheet), aluminosilicate glass and the like are included. Among these, those having a linear expansion coefficient of 5 ppm / ° C. or less are desirable, and if it is a commercial product, “Corning (registered trademark) 7059” or “Corning (registered trademark) 1737” manufactured by Corning, which is a glass for liquid crystal, “EAGLE”, “AN100” manufactured by Asahi Glass, “OA10” manufactured by Nippon Electric Glass, “AF32” manufactured by SCHOTT, etc. are desirable.
上記セラミック板としては、Al2O3、Mullite、AlN、SiC、Si3N4、BN、結晶化ガラス、Cordierite、Spodumene、Pb−BSG+CaZrO3+Al2O3、Crystallized glass+Al2O3、Crystallized Ca−BSG、BSG+Quartz、BSG+Al2O3、Pb+BSG+Al2O3、Glass−ceramic、ゼロデュア材などの基板用セラミックス、TiO2、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、MgO、ステアタイト、BaTi4O9、BaTiO3、BaTi4+CaZrO3、BaSrCaZrTiO3、Ba(TiZr)O3、PMN−PTやPFN−PFWなどのキャパシター材料、PbNb2O6、Pb0.5Be0.5Nb2O6、PbTiO3、BaTiO3、PZT、0.855PZT−95PT−0.5BT、0.873PZT−0.97PT−0.3BT、PLZTなどの圧電材料が含まれる。 Examples of the ceramic plate include Al 2 O 3 , Mullite, AlN, SiC, Si 3 N 4 , BN, crystallized glass, Cordierite, Spodumene, Pb-BSG + CaZrO 3 + Al 2 O 3 , Crystallized glass + Al 2 O 3 , Crystallized Catalysed. Ceramics for substrates such as BSG, BSG + Quartz, BSG + Al 2 O 3 , Pb + BSG + Al 2 O 3 , Glass-ceramic, Zerodur material, TiO 2 , Strontium titanate, Calcium titanate, Magnesium titanate, MgO, Steatite, BaTi 4 O 9 , BaTiO 3 , BaTi 4 + CaZrO 3 , BaSrCaZrTiO 3 , Ba (TiZr) O 3 , capacitor materials such as PMN-PT and PFN-PFW, PbN b 2 O 6, Pb 0.5 Be 0.5 Nb 2 O 6, PbTiO 3, BaTiO 3, PZT, 0.855PZT-95PT-0.5BT, 0.873PZT-0.97PT-0.3BT, a piezoelectric material such as PLZT is included.
上記シリコンウエハとしては、n型或はp型にドーピングされたシリコンウエハ、イントリンシックシリコンウエハ等の全てが含まれ、また、シリコンウエハの表面に酸化シリコン層や各種薄膜が堆積されたシリコンウエハも含まれ、シリコンウエハのほか、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム、ガリウム−ヒ素、アルミニウム−ガリウム−インジウム、窒素−リン−ヒ素−アンチモンがよく用いられている。さらに、InP(インジウム燐)、InGaAs、GaInNAs、LT、LN、ZnO(酸化亜鉛)やCdTe(カドミウムテルル)、ZnSe(セレン化亜鉛)などの汎用の半導体ウエハも含まれる。 The silicon wafer includes all of n-type or p-type doped silicon wafers, intrinsic silicon wafers, etc., and silicon wafers in which a silicon oxide layer or various thin films are deposited on the surface of the silicon wafer. In addition to silicon wafers, germanium, silicon-germanium, gallium-arsenic, aluminum-gallium-indium, and nitrogen-phosphorus-arsenic-antimony are often used. Furthermore, general-purpose semiconductor wafers such as InP (indium phosphorus), InGaAs, GaInNAs, LT, LN, ZnO (zinc oxide), CdTe (cadmium tellurium), ZnSe (zinc selenide) are also included.
上記金属としては、W、Mo、Pt、Fe、Ni、Auといった単一元素金属、インコネル、モネル、ニモニック、炭素銅、Fe−Ni系インバー合金、スーパーインバー合金といった合金等が含まれる。また、これら金属に、他の金属層、セラミック層を付加してなる多層金属板も含まれる。この場合、付加層との全体のCTE(線膨張係数)が低ければ、主金属層にCu、Alなども用いられる。付加金属層として使用される金属としては、ポリイミドフィルムとの密着性を強固にすること、拡散がないこと、耐薬品性や耐熱性が良いこと等の特性を有するものであれば限定されるものではないが、クロム、ニッケル、TiN、Mo含有Cuが好適な例として挙げられる。 Examples of the metal include single element metals such as W, Mo, Pt, Fe, Ni, and Au, alloys such as inconel, monel, mnemonic, carbon copper, Fe-Ni invar alloy, and super invar alloy. In addition, a multilayer metal plate formed by adding other metal layers and ceramic layers to these metals is also included. In this case, if the overall CTE (linear expansion coefficient) with the additional layer is low, Cu, Al or the like is also used for the main metal layer. The metal used as the additional metal layer is limited as long as it has properties such as strong adhesion to the polyimide film, no diffusion, good chemical resistance and heat resistance, etc. Although it is not, chromium, nickel, TiN, and Mo containing Cu are mentioned as a suitable example.
上記支持体の平面部分は、充分に平坦であることが望ましい。具体的には、表面粗さのP−V値が50nm以下、より好ましくは20nm以下、さらに好ましくは5nm以下である。これより粗いと、ポリイミドフィルムと支持体との剥離強度が不充分となるおそれがある。
<ポリイミドフィルム>
一般にポリイミドフィルムは、溶媒中でジアミン類とテトラカルボン酸類とを反応させて得られるポリアミド酸(ポリイミド前駆体)溶液を、ポリイミドフィルム作製用支持体(ここで言う支持体は、本発明の積層体の構成部材として上述した「支持体」とは異なる)に塗布、乾燥してグリーンフィルム(「前駆体フィルム」または「ポリアミド酸フィルム」ともいう)となし、さらにポリイミドフィルム作製用支持体上で、あるいは該支持体から剥がした状態でグリーンフィルムを高温熱処理して脱水閉環反応を行わせることによって得られる。
The planar portion of the support is desirably sufficiently flat. Specifically, the PV value of the surface roughness is 50 nm or less, more preferably 20 nm or less, and further preferably 5 nm or less. If it is rougher than this, the peel strength between the polyimide film and the support may be insufficient.
<Polyimide film>
In general, a polyimide film is obtained by reacting a polyamic acid (polyimide precursor) solution obtained by reacting diamines and tetracarboxylic acids in a solvent with a support for preparing a polyimide film (the support here is a laminate of the present invention). And a green film (also referred to as a “precursor film” or a “polyamic acid film”) by coating and drying on a support for making a polyimide film, Alternatively, it can be obtained by subjecting the green film to a high-temperature heat treatment in a state where it is peeled off from the support to cause a dehydration ring closure reaction.
ポリアミド酸を構成するジアミン類としては、特に制限はなく、ポリイミド合成に通常用いられる芳香族ジアミン類、脂肪族ジアミン類、脂環式ジアミン類等を用いることができる。耐熱性の観点からは、芳香族ジアミン類が好ましく、芳香族ジアミン類の中では、ベンゾオキサゾール構造を有する芳香族ジアミン類がより好ましい。ベンゾオキサゾール構造を有する芳香族ジアミン類を用いると、高い耐熱性とともに、高弾性率、低熱収縮性、低線膨張係数を発現させることが可能になる。ジアミン類は、単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。 There is no restriction | limiting in particular as diamine which comprises a polyamic acid, The aromatic diamine, aliphatic diamine, alicyclic diamine etc. which are normally used for a polyimide synthesis | combination can be used. From the viewpoint of heat resistance, aromatic diamines are preferable, and among aromatic diamines, aromatic diamines having a benzoxazole structure are more preferable. When aromatic diamines having a benzoxazole structure are used, it is possible to develop a high elastic modulus, a low heat shrinkage, and a low linear expansion coefficient as well as a high heat resistance. Diamines may be used alone or in combination of two or more.
ベンゾオキサゾール構造を有する芳香族ジアミン類の分子構造は特に限定されるものではないが、具体的には以下のものが挙げられる。 The molecular structure of aromatic diamines having a benzoxazole structure is not particularly limited, and specific examples include the following.
これらの中でも、合成のし易さの観点から、アミノ(アミノフェニル)ベンゾオキサゾールの各異性体が好ましく、5−アミノ−2−(p−アミノフェニル)ベンゾオキサゾールがより好ましい。ここで、「各異性体」とは、アミノ(アミノフェニル)ベンゾオキサゾールが有する2つアミノ基の配位位置が異なるものを意味する(例えば、上記5−アミノ−2−(p−アミノフェニル)ベンゾオキサゾールと、6−アミノ−2−(p−アミノフェニル)ベンゾオキサゾールと、5−アミノ−2−(m−アミノフェニル)ベンゾオキサゾールと、6−アミノ−2−(m−アミノフェニル)ベンゾオキサゾールとが異性体に相当する)。 Among these, from the viewpoint of easy synthesis, each isomer of amino (aminophenyl) benzoxazole is preferable, and 5-amino-2- (p-aminophenyl) benzoxazole is more preferable. Here, “each isomer” means one in which the coordination positions of two amino groups of amino (aminophenyl) benzoxazole are different (for example, 5-amino-2- (p-aminophenyl) above) Benzoxazole, 6-amino-2- (p-aminophenyl) benzoxazole, 5-amino-2- (m-aminophenyl) benzoxazole and 6-amino-2- (m-aminophenyl) benzoxazole And correspond to isomers).
ジアミン類としては、上述したベンゾオキサゾール構造を有するジアミン類のほかに、下記に例示されるその他のジアミン類を用いることもできる。その他のジアミン類としては、例えば、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、ビスアニリン、1,4−ビス(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)ベンゼン、2,2’−ジトリフルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、m−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、m−アミノベンジルアミン、p−アミノベンジルアミン、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’−ジアミノジフェニルスルホキシド、3,4’−ジアミノジフェニルスルホキシド、4,4’−ジアミノジフェニルスルホキシド、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、3,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]メタン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2−[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−2−[4−(4−アミノフェノキシ)−3−メチルフェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−3−メチルフェニル]プロパン、2−[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−2−[4−(4−アミノフェノキシ)−3,5−ジメチルフェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−3,5−ジメチルフェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホキシド、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、4,4’−ビス[(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,1−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、3,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、2,2−ビス[3−(3−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]メタン、1,1−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホキシド、4,4’−ビス[3−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[3−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、ビス[4−{4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ}フェニル]スルホン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノ−6−トリフルオロメチルフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノ−6−フルオロフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノ−6−メチルフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノ−6−シアノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジフェノキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノ−5,5’−ジフェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−4,5’−ジフェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4−フェノキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノ−5−フェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−4−フェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−5’−フェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジビフェノキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノ−5,5’−ジビフェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−4,5’−ジビフェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4−ビフェノキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノ−5−ビフェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−4−ビフェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−5’−ビフェノキシベンゾフェノン、1,3−ビス(3−アミノ−4−フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−4−フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−5−フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−5−フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−4−ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−4−ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−5−ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−5−ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、2,6−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾニトリル、2,2’−ビス(ビフェニル)ベンジジンおよび上記芳香族ジアミンの芳香環上の水素原子の一部もしくは全てが、ハロゲン原子、炭素数1〜3のアルキル基またはアルコキシ基、シアノ基、またはアルキル基またはアルコキシ基の水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換された炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基またはアルコキシ基で置換された芳香族ジアミン等が挙げられる。また、4,4’−メチレンビス(2,6−ジメチルシクロヘキシルアミン)等の脂環式ジアミンを用いることもできる。 As the diamine, in addition to the diamine having the benzoxazole structure described above, other diamines exemplified below can be used. Examples of other diamines include 2,2′-bis (trifluoromethyl) benzidine, 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, bisaniline, and 1,4-bis (4-amino-2). -Trifluoromethylphenoxy) benzene, 2,2'-ditrifluoromethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 4,4'-bis (3-aminophenoxy) ) Biphenyl, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] -1,1, , 3,3,3-hexafluoropropane, m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, p-phenylenediamine, m-aminobenzylamine, p-aminobenzylamine, 3,3′-diaminodiphenyl ether, 3,4 ′ -Diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminodiphenyl sulfoxide, 3,4'-diaminodiphenyl sulfoxide, 4,4'-diaminodiphenyl sulfoxide, 3, 3'-diaminodiphenyl sulfone, 3,4'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminobenzophenone, 3,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzophenone, 3, , 3 -Diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] methane, 1,1-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] Ethane, 1,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ethane, 1,1-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 1,2-bis [4- (4-amino) Phenoxy) phenyl] propane, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 1,1-bis [4- (4-Aminophenoxy) phenyl] butane, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] butane, 1,4-bis [4- (4-a Minophenoxy) phenyl] butane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] butane, 2,3-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] butane, 2- [4- (4 -Aminophenoxy) phenyl] -2- [4- (4-aminophenoxy) -3-methylphenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) -3-methylphenyl] propane, 2- [4- (4-Aminophenoxy) phenyl] -2- [4- (4-aminophenoxy) -3,5-dimethylphenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) -3, 5-dimethylphenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 1,4-bis (3-aminophenyl) Noxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (4 -Aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfoxide, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, Bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,3- Bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,4-bis [4- (3-aminophenoxy) benzo Ru] benzene, 4,4′-bis [(3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,1-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 1,3-bis [4- (3- Aminophenoxy) phenyl] propane, 3,4'-diaminodiphenyl sulfide, 2,2-bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] methane, 1,1-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ethane, 1,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ethane, bis [4- (3-Aminophenoxy) phenyl] sulfoxide, 4,4′-bis [3- (4-aminophenoxy) benzoyl] diphenyl ether, 4,4′-bis [3 -(3-aminophenoxy) benzoyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] benzophenone, 4,4'-bis [4- (4-amino- α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] diphenylsulfone, bis [4- {4- (4-aminophenoxy) phenoxy} phenyl] sulfone, 1,4-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy-α, α -Dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy-α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-amino-6-trifluoromethylphenoxy) ) -Α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-amino-6-fluorophenoxy) -α, α-dimethylbenzen Benzene, 1,3-bis [4- (4-amino-6-methylphenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-amino-6-cyanophenoxy)- α, α-dimethylbenzyl] benzene, 3,3′-diamino-4,4′-diphenoxybenzophenone, 4,4′-diamino-5,5′-diphenoxybenzophenone, 3,4′-diamino-4, 5'-diphenoxybenzophenone, 3,3'-diamino-4-phenoxybenzophenone, 4,4'-diamino-5-phenoxybenzophenone, 3,4'-diamino-4-phenoxybenzophenone, 3,4'-diamino- 5′-phenoxybenzophenone, 3,3′-diamino-4,4′-dibiphenoxybenzophenone, 4,4′-diamino-5,5′-dibif Enoxybenzophenone, 3,4′-diamino-4,5′-dibiphenoxybenzophenone, 3,3′-diamino-4-biphenoxybenzophenone, 4,4′-diamino-5-biphenoxybenzophenone, 3,4 '-Diamino-4-biphenoxybenzophenone, 3,4'-diamino-5'-biphenoxybenzophenone, 1,3-bis (3-amino-4-phenoxybenzoyl) benzene, 1,4-bis (3-amino -4-phenoxybenzoyl) benzene, 1,3-bis (4-amino-5-phenoxybenzoyl) benzene, 1,4-bis (4-amino-5-phenoxybenzoyl) benzene, 1,3-bis (3- Amino-4-biphenoxybenzoyl) benzene, 1,4-bis (3-amino-4-biphenoxybenzoyl) benze 1,3-bis (4-amino-5-biphenoxybenzoyl) benzene, 1,4-bis (4-amino-5-biphenoxybenzoyl) benzene, 2,6-bis [4- (4-amino- [alpha], [alpha] -dimethylbenzyl) phenoxy] benzonitrile, 2,2'-bis (biphenyl) benzidine and some or all of the hydrogen atoms on the aromatic ring of the above aromatic diamine are halogen atoms, carbon atoms of 1 to 3 Aromatic diamines substituted with 1 to 3 halogenated alkyl groups or alkoxy groups in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group or alkoxy group, cyano group, or alkyl group or alkoxy group are substituted with halogen atoms Etc. An alicyclic diamine such as 4,4'-methylenebis (2,6-dimethylcyclohexylamine) can also be used.
その他のジアミン類を用いる場合、その使用量は全ジアミン類の30モル%以下とすることが好ましく、25モル%以下とすることがより好ましい。 When other diamines are used, the amount used is preferably 30 mol% or less of the total diamines, and more preferably 25 mol% or less.
ポリアミド酸を構成するテトラカルボン酸類としては、特に制限はなく、ポリイミド合成に通常用いられる芳香族テトラカルボン酸類、脂肪族テトラカルボン酸類、脂環族テトラカルボン酸類、またはこれらの酸無水物等を用いることができる。中でも、芳香族テトラカルボン酸無水物類、脂環族テトラカルボン酸無水物類が好ましく、芳香族テトラカルボン酸無水物類がより好ましい。これらが酸無水物である場合、分子内に無水物構造は1個であってもよいし2個であってもよいが、好ましくは2個の無水物構造を有するもの(二無水物)がよい。テトラカルボン酸類は単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。 The tetracarboxylic acids constituting the polyamic acid are not particularly limited, and aromatic tetracarboxylic acids, aliphatic tetracarboxylic acids, alicyclic tetracarboxylic acids, or acid anhydrides thereof or the like usually used for polyimide synthesis are used. be able to. Among these, aromatic tetracarboxylic acid anhydrides and alicyclic tetracarboxylic acid anhydrides are preferable, and aromatic tetracarboxylic acid anhydrides are more preferable. In the case where these are acid anhydrides, the number of anhydride structures in the molecule may be one or two, but those having two anhydride structures (dianhydrides) are preferred. Good. Tetracarboxylic acids may be used alone or in combination of two or more.
脂環族テトラカルボン酸無水物としては、例えば、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。 Examples of the alicyclic tetracarboxylic acid anhydride include cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-bicyclohexyltetra. Examples thereof include carboxylic dianhydrides.
芳香族テトラカルボン酸無水物類としては、具体的には、以下のものが好ましく挙げられる。 Specific examples of aromatic tetracarboxylic acid anhydrides include the following.
ポリアミド酸は、特に、下記の組み合わせのジアミン類とテトラカルボン酸類とから構成されることが好ましい。
A.ピロメリット酸残基を有する芳香族テトラカルボン酸類と、ベンゾオキサゾール構造(骨格)を有する芳香族ジアミン類との組み合わせ。
B.フェニレンジアミン骨格を有する芳香族ジアミン類と、ビフェニルテトラカルボン酸骨格を有する芳香族テトラカルボン酸類との組み合わせ。
The polyamic acid is particularly preferably composed of diamines and tetracarboxylic acids in the following combinations.
A. A combination of an aromatic tetracarboxylic acid having a pyromellitic acid residue and an aromatic diamine having a benzoxazole structure (skeleton).
B. A combination of an aromatic diamine having a phenylenediamine skeleton and an aromatic tetracarboxylic acid having a biphenyltetracarboxylic acid skeleton.
またポリアミド酸は、上述したジアミン類およびテトラカルボン酸類のほかに、例えばシクロヘキサン−1,2,4−トリカルボン酸無水物等のトリカルボン酸類を含んで構成されていてもよい。 In addition to the diamines and tetracarboxylic acids described above, the polyamic acid may contain tricarboxylic acids such as cyclohexane-1,2,4-tricarboxylic acid anhydride.
ジアミン類とテトラカルボン酸類とを反応(重合)させてポリアミド酸を得る際に用いる溶媒は、原料となるモノマーおよび生成するポリアミド酸のいずれをも溶解するものであれば特に限定されないが、極性有機溶媒が好ましく、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N−アセチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホリックアミド、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、スルホラン、ハロゲン化フェノール類等が挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いてもよいし二種以上を併用してもよい。これら溶媒の使用量は、原料となるモノマーを溶解するのに十分な量であればよく、具体的な使用量としては、反応液(モノマーを溶解した溶液)に占める全モノマーの量が、通常5〜40質量%、好ましくは7〜30質量%となるような量が挙げられる。 The solvent used in the reaction (polymerization) of diamines and tetracarboxylic acids to obtain a polyamic acid is not particularly limited as long as it dissolves both the raw material monomer and the produced polyamic acid. Solvents are preferred, for example, N-methyl-2-pyrrolidone, N-acetyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoric Examples include amide, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol dimethyl ether, sulfolane, and halogenated phenols. These solvents may be used alone or in combination of two or more. The amount of these solvents used may be an amount sufficient to dissolve the raw material monomer. As a specific amount used, the amount of all monomers in the reaction solution (solution in which the monomer is dissolved) is usually The amount is 5 to 40% by mass, preferably 7 to 30% by mass.
ポリアミド酸を得るための重合反応(以下、単に「重合反応」ともいう)の条件は、従来公知の条件を適用すればよく、例えば、有機溶媒中、0〜80℃の温度範囲で、10分〜30時間連続して撹拌および/または混合することが挙げられる。必要により重合反応を分割して行ったり、反応温度を上下させてもかまわない。モノマーの添加順序には特に制限はないが、ジアミン類の溶液中にテトラカルボン酸類を添加するのが好ましい。 The conditions for the polymerization reaction (hereinafter also simply referred to as “polymerization reaction”) for obtaining the polyamic acid may be conventionally known conditions, for example, in an organic solvent at a temperature range of 0 to 80 ° C. for 10 minutes. Stirring and / or mixing continuously for ˜30 hours. If necessary, the polymerization reaction may be divided or the reaction temperature may be increased or decreased. Although there is no restriction | limiting in particular in the addition order of a monomer, It is preferable to add tetracarboxylic acids in the solution of diamines.
また重合反応中に真空脱泡することも、良質なポリアミド酸溶液を製造するのに有効である。さらに重合反応の前にジアミン類に少量の末端封止剤を添加して重合を制御してもよい。末端封止剤としては、ジカルボン酸無水物、トリカルボン酸無水物、アニリン誘導体などが挙げられる。これらの中でも具体的には、無水フタル酸、無水マレイン酸、4−エチニル無水フタル酸、4−フェニルエチニル無水フタル酸、エチニルアニリンが好ましく、特に好ましくは無水マレイン酸がよい。末端封止剤を使用する場合の使用量は、ジアミン類1モルに対して、好ましくは0.001〜1.0モルである。 Further, vacuum degassing during the polymerization reaction is also effective for producing a good quality polyamic acid solution. Further, the polymerization may be controlled by adding a small amount of a terminal blocking agent to the diamine before the polymerization reaction. Examples of the terminal blocking agent include dicarboxylic acid anhydrides, tricarboxylic acid anhydrides, and aniline derivatives. Among these, specifically, phthalic anhydride, maleic anhydride, 4-ethynyl phthalic anhydride, 4-phenylethynyl phthalic anhydride, and ethynylaniline are preferable, and maleic anhydride is particularly preferable. The amount of the end-capping agent used is preferably 0.001 to 1.0 mol with respect to 1 mol of the diamine.
重合反応によって得られるポリアミド酸溶液に占めるポリアミド酸の質量は、好ましくは5〜40質量%、より好ましくは10〜30質量%である。上記ポリアミド酸溶液の粘度は、送液の安定性の点から、ブルックフィールド粘度計による測定(25℃)において、10〜2000Pa・sであることが好ましく、より好ましくは100〜1000Pa・sである。 The mass of the polyamic acid in the polyamic acid solution obtained by the polymerization reaction is preferably 5 to 40% by mass, more preferably 10 to 30% by mass. The viscosity of the polyamic acid solution is preferably 10 to 2000 Pa · s, more preferably 100 to 1000 Pa · s, as measured by a Brookfield viscometer (25 ° C.), from the viewpoint of liquid feeding stability. .
重合反応によって得られるポリアミド酸溶液には、さらにポリイミドフィルムの性能向上を目的として、消泡剤、レベリング剤、難燃剤などの各種添加物を加えてもよい。これらの添加方法、添加時期は特に限定されるものではない。 Various additives such as an antifoaming agent, a leveling agent, and a flame retardant may be added to the polyamic acid solution obtained by the polymerization reaction for the purpose of further improving the performance of the polyimide film. These addition methods and addition times are not particularly limited.
重合反応により得られるポリアミド酸溶液からポリイミドフィルムを形成するには、ポリアミド酸溶液をポリイミドフィルム作製用支持体上に塗布して乾燥することによりグリーンフィルム(自己支持性の前駆体フィルム)を得、次いでグリーンフィルムを熱処理に供することでイミド化反応させる方法が採用できる。支持体へのポリアミド酸溶液の塗布は、例えば、スピンコート、ドクターブレード、アプリケーター、コンマコーター、スクリーン印刷法、スリットコート、リバースコート、ディップコート等のほか、スリット付き口金からの流延、押出機による押出し等を含むが、これらに限られず、従来公知の溶液の塗布手段を適宜用いることができる。ポリアミド酸溶液の塗布量は、所望するポリイミドフィルムの膜厚に応じて適宜設定すればよい。塗布したポリアミド酸溶液を乾燥する際の加熱温度は、50℃〜120℃が好ましく、90℃〜110℃がさらに好ましい。乾燥時間は5分〜3時間が好ましく、15分〜2時間がさらに好ましい。乾燥後のグリーンフィルム中の残溶媒量は25〜50質量%が好ましく、35〜45質量%がさらに好ましい。グリーンフィルムを熱処理する際の温度は、例えば150〜550℃が好ましく、より好ましくは280〜520℃である。熱処理時間は、0.05〜10時間が望ましい。 In order to form a polyimide film from the polyamic acid solution obtained by the polymerization reaction, a green film (self-supporting precursor film) is obtained by applying and drying the polyamic acid solution on a polyimide film production support, Next, a method of imidizing the green film by subjecting it to a heat treatment can be employed. Application of polyamic acid solution to the support includes, for example, spin coating, doctor blade, applicator, comma coater, screen printing method, slit coating, reverse coating, dip coating, casting from a nozzle with a slit, extruder However, the present invention is not limited thereto, and conventionally known solution coating means can be appropriately used. What is necessary is just to set the application quantity of a polyamic-acid solution suitably according to the film thickness of the desired polyimide film. The heating temperature for drying the applied polyamic acid solution is preferably 50 ° C to 120 ° C, more preferably 90 ° C to 110 ° C. The drying time is preferably 5 minutes to 3 hours, more preferably 15 minutes to 2 hours. The residual solvent amount in the green film after drying is preferably 25 to 50% by mass, and more preferably 35 to 45% by mass. The temperature at the time of heat-treating the green film is preferably, for example, 150 to 550 ° C, more preferably 280 to 520 ° C. The heat treatment time is desirably 0.05 to 10 hours.
ポリイミドフィルムは、ガラス転移温度が250℃以上、好ましくは300℃以上、さらに好ましくは350℃以上であり、あるいは500℃以下の領域においてガラス転移点が観測されないことが好ましい。本発明におけるガラス転移温度は、示差熱分析(DSC)により求めるものである。 The polyimide film has a glass transition temperature of 250 ° C. or higher, preferably 300 ° C. or higher, more preferably 350 ° C. or higher, or preferably no glass transition point is observed in the region of 500 ° C. or lower. The glass transition temperature in the present invention is determined by differential thermal analysis (DSC).
ポリイミドフィルムの30℃から300℃の間の平均の線膨張係数(CTE)は、好ましくは、−5ppm/℃〜+20ppm/℃であり、より好ましくは−5ppm/℃〜+15ppm/℃であり、さらに好ましくは1ppm/℃〜+10ppm/℃である。CTEが上記範囲であると、一般的な支持体との線膨張係数の差を小さく保つことができ、熱を加えるプロセスに供してもポリイミドフィルムと無機物からなる支持体とが剥がれることを回避できる。 The average coefficient of linear expansion (CTE) between 30 ° C. and 300 ° C. of the polyimide film is preferably −5 ppm / ° C. to +20 ppm / ° C., more preferably −5 ppm / ° C. to +15 ppm / ° C. Preferably, it is 1 ppm / ° C. to +10 ppm / ° C. When the CTE is in the above range, the difference in coefficient of linear expansion from a general support can be kept small, and the polyimide film and the support made of an inorganic material can be prevented from being peeled even when subjected to a process of applying heat. .
本発明におけるポリイミドフィルムの厚さは、特に限定されるものではないが、1μm〜200μmが好ましく、より好ましくは3μm〜120μm、さらに好ましくは3μm〜60μmである。狭小部への適用が容易になり、センサーなどの素子の高性能化や電子部品の軽小短薄化に大きく貢献できる。ポリイミドフィルムの厚さが1μm未満では、厳密に厚さを制御することが難しく、また支持体からの剥離が困難になり、一方、200μmを超えると、支持体から剥がす際にポリイミドフィルムの折れ曲がりなどが起こり易くなる。 Although the thickness of the polyimide film in this invention is not specifically limited, 1 micrometer-200 micrometers are preferable, More preferably, they are 3 micrometers-120 micrometers, More preferably, they are 3 micrometers-60 micrometers. It can be easily applied to narrow parts and can greatly contribute to the enhancement of the performance of elements such as sensors and the miniaturization of electronic parts. If the thickness of the polyimide film is less than 1 μm, it is difficult to strictly control the thickness, and peeling from the support becomes difficult. On the other hand, if it exceeds 200 μm, the polyimide film is bent when it is peeled off from the support. Is likely to occur.
本発明におけるポリイミドフィルムの厚さ斑は、20%以下であることが好ましく、より好ましくは12%以下、さらに好ましくは7%以下、特に好ましくは4%以下である。厚さ斑が20%を超えると、狭小部へ適用し難くなる傾向がある。なお、フィルムの厚さ斑は、例えば接触式の膜厚計にて被測定フィルムから無作為に10点程度の位置を抽出してフィルム厚を測定し、下記式に基づき求めることができる。
フィルムの厚さ斑(%)
=100×(最大フィルム厚−最小フィルム厚)÷平均フィルム厚
The thickness unevenness of the polyimide film in the present invention is preferably 20% or less, more preferably 12% or less, still more preferably 7% or less, and particularly preferably 4% or less. When the thickness unevenness exceeds 20%, it tends to be difficult to apply to narrow portions. In addition, the thickness unevenness of a film can be calculated | required based on the following formula, for example, extracting about 10 points | pieces positions from a film to be measured at random with a contact-type film thickness meter, measuring film thickness.
Film thickness spots (%)
= 100 × (maximum film thickness−minimum film thickness) ÷ average film thickness
ポリイミドフィルムは、その製造時において幅が300mm以上、長さが10m以上の長尺ポリイミドフィルムとして巻き取られた形態で得られるものが好ましく、巻取りコアに巻き取られたロール状ポリイミドフィルムの形態のものがより好ましい。 The polyimide film is preferably obtained in the form of being wound as a long polyimide film having a width of 300 mm or more and a length of 10 m or more at the time of production, and a form of a roll-shaped polyimide film wound on a winding core Are more preferred.
ポリイミドフィルムにおいては、ハンドリング性および生産性を確保する為、フィルムを構成するポリイミド中に滑材(粒子)を添加・含有させて、ポリイミドフィルム表面に微細な凹凸を付与して滑り性を確保することが好ましい。 In the polyimide film, in order to ensure handling and productivity, a sliding material (particle) is added to and contained in the polyimide constituting the film, and the surface of the polyimide film is given fine irregularities to ensure slipperiness. It is preferable.
上記滑材(粒子)とは、無機物からなる微粒子であり、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭素化物、金属酸塩、リン酸塩、炭酸塩、タルク、マイカ、クレイ、その他粘土鉱物、等からなる粒子を用いることができる。好ましくは、シリカ(酸化珪素)、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸二水素カルシウム、ピロリン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト、炭酸カルシウム、ガラスフィラーなどの金属酸化物、リン酸塩、炭酸塩を用いることができる。滑材は1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。 The above-mentioned lubricant (particles) are fine particles made of inorganic materials, such as metals, metal oxides, metal nitrides, metal carbonides, metal acid salts, phosphates, carbonates, talc, mica, clay, and other clay minerals. , Etc. can be used. Preferably, silica (silicon oxide), calcium phosphate, calcium hydrogen phosphate, calcium dihydrogen phosphate, calcium pyrophosphate, hydroxyapatite, calcium carbonate, glass filler, and other metal oxides, phosphates, and carbonates can be used. . Only one type of lubricant may be used, or two or more types may be used.
上記滑材(粒子)の体積平均粒子径は、通常0.001〜10μmであり、好ましくは0.03〜2.5μm、より好ましくは0.05〜0.7μm、さらに好ましくは0.05〜0.3μmである。かかる体積平均粒子径は光散乱法で得られる測定値を基準とする。粒子径が下限より小さいとポリイミドフィルムの工業的生産が困難となり、また上限を超えると表面の凹凸が大きくなりすぎて貼り付け強度が弱くなり、実用上の支障が出るおそれがある。 The volume average particle diameter of the lubricant (particles) is usually 0.001 to 10 μm, preferably 0.03 to 2.5 μm, more preferably 0.05 to 0.7 μm, still more preferably 0.05 to 0.3 μm. The volume average particle diameter is based on a measurement value obtained by a light scattering method. If the particle diameter is smaller than the lower limit, it is difficult to industrially produce the polyimide film. If the particle diameter exceeds the upper limit, the surface irregularities become excessively large and the sticking strength becomes weak, which may cause practical problems.
上記滑材の添加量は、ポリアミド酸溶液中のポリマー固形分に対する添加量として、0.05〜50質量%であり、好ましくは0.07〜6質量%、より好ましくは0.1〜0.3質量%である。滑材の添加量が少なすぎると滑材添加の効果が期待し難く、滑り性の確保がそれほどなくポリイミドフィルム製造に支障をきたす場合があり、多すぎると、フィルムの表面凹凸が大きくなり過ぎて、滑り性の確保が見られても平滑性の低下を招いたり、ポリイミドフィルムの破断強度や破断伸度の低下を招いたり、CTEの上昇を招くなどの課題を招くおそれがある。 The addition amount of the lubricant is 0.05 to 50% by mass, preferably 0.07 to 6% by mass, and more preferably 0.1 to 0. 0% by mass with respect to the polymer solid content in the polyamic acid solution. 3% by mass. If the amount of the lubricant added is too small, it is difficult to expect the effect of the lubricant addition, and there is a case that the slipperiness is not secured so much that the polyimide film production may be hindered. Even if the sliding property is ensured, the smoothness may be lowered, the breaking strength and breaking elongation of the polyimide film may be lowered, and the CTE may be raised.
ポリイミドフィルムに滑材(粒子)を添加・含有させる場合、滑材が均一に分散した単層のポリイミドフィルムとしてもよいが、例えば、一方の面が滑材を含有させたポリイミドフィルムで構成され、他方の面が滑材を含有しないか含有していても滑材含有量が少量であるポリイミドフィルムで構成された多層のポリイミドフィルムとしてもよい。このような多層ポリイミドのフィルムにおいては、一方の層(フィルム)表面に微細な凹凸が付与されて該層(フィルム)で滑り性を確保することができ、良好なハンドリング性や生産性を確保できる。以下、かかる多層のポリイミドフィルムの製造について説明する。 When a lubricant (particle) is added to and contained in a polyimide film, it may be a single-layer polyimide film in which the lubricant is uniformly dispersed. For example, one surface is composed of a polyimide film containing a lubricant, Even if the other surface does not contain or contains a lubricant, a multilayer polyimide film composed of a polyimide film having a small amount of lubricant may be used. In such a multilayer polyimide film, fine irregularities are imparted to the surface of one layer (film), and slipperiness can be secured with the layer (film), and good handling properties and productivity can be secured. . Hereinafter, the production of such a multilayer polyimide film will be described.
多層のポリイミドフィルムは、例えば、ポリアミド酸溶液(ポリイミドの前駆体溶液)として、滑材(好ましくは平均粒子径0.05〜2.5μm程度)をポリアミド酸溶液中のポリマー固形分に対して0.05〜50質量%、好ましくは0.07〜6質量%、より好ましくは0.1〜0.3質量%含有したものと、滑材を含有しないか又はその含有量が少量(好ましくはポリアミド酸溶液中のポリマー固形分に対して0.3質量%以下、より好ましくは0.01質量%以下)である2つのポリアミド酸溶液を用いて製造することが好ましい。 The multilayer polyimide film is, for example, a polyamic acid solution (polyimide precursor solution) with a lubricant (preferably having an average particle size of about 0.05 to 2.5 μm) of 0 per polymer solids in the polyamic acid solution. 0.05 to 50% by mass, preferably 0.07 to 6% by mass, more preferably 0.1 to 0.3% by mass and no lubricant or a small amount (preferably polyamide) It is preferable to produce using two polyamic acid solutions that are 0.3% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or less) based on the solid content of the polymer in the acid solution.
多層ポリイミドフィルムの多層化(積層)方法は、両層の密着に問題が生じなければ、特に限定されるものではなく、かつ接着剤層などを介することなく密着するものであればよい。例えば、i)一方のポリイミドフィルムを作製後、このポリイミドフィルム上に他方のポリアミド酸溶液を連続的に塗布してイミド化する方法、ii)一方のポリアミド酸溶液を流延しポリアミド酸フィルムを作製後このポリアミド酸フィルム上に他方のポリアミド酸溶液を連続的に塗布した後、イミド化する方法、iii)共押し出しによる方法、iv)滑材を含有しないか又はその含有量が少量であるポリアミド酸溶液で形成したフィルムの上に、滑材を多く含有するポリアミド酸溶液をスプレーコート、Tダイ塗工などで塗布してイミド化する方法などが挙げられる。好ましくは、上記i)や上記ii)の方法がよい。 The method of multilayering (lamination) of the multilayer polyimide film is not particularly limited as long as no problem occurs in the adhesion between the two layers, and any method may be used as long as the adhesion is achieved without using an adhesive layer or the like. For example, i) a method in which one polyimide film is prepared and then the other polyamic acid solution is continuously applied onto the polyimide film to imidize; ii) one polyamic acid solution is cast to produce a polyamic acid film. After this, the other polyamic acid solution is continuously applied onto the polyamic acid film and then imidized, iii) a method by coextrusion, iv) a polyamic acid which does not contain a lubricant or has a small content Examples thereof include a method in which a polyamic acid solution containing a large amount of a lubricant is applied on a film formed by a solution by spray coating, T-die coating, or the like, and imidized. The methods i) and ii) are preferable.
多層のポリイミドフィルムにおける各層の厚さの比率は、特に限定されないが、滑材を多く含有するポリアミド酸溶液で形成されたフィルム(層)を(a)層、滑材を含有しないか又はその含有量が少量であるポリアミド酸溶液で形成されたフィルム(層)を(b)層とすると、(a)層/(b)層は0.05〜0.95が好ましい。(a)層/(b)層が0.95を超えると(b)層の平滑性が失われがちとなり、一方0.05未満の場合、表面特性の改良効果が不足し易滑性が失われることがある。 The ratio of the thickness of each layer in the multilayer polyimide film is not particularly limited, but the film (layer) formed of the polyamic acid solution containing a large amount of the lubricant (a) layer, does not contain the lubricant or contains it Assuming that the film (layer) formed of the polyamic acid solution in a small amount is the (b) layer, the (a) layer / (b) layer is preferably 0.05 to 0.95. If the (a) layer / (b) layer exceeds 0.95, the smoothness of the (b) layer tends to be lost. On the other hand, if it is less than 0.05, the effect of improving the surface properties is insufficient and the slipperiness is lost. May be.
上記ポリイミドフィルムには、少なくともポリイミドフィルムの支持体に対向する側の面(以下、ポリイミドフィルムの対向面という)に、後述のパターン化処理工程の前にプラズマ処理を施すプラズマ処理工程を行うことが好ましく、後述のパターン形成工程及び後述のパターン化処理工程の前にプラズマ処理工程を行うのがより好ましい。プラズマ処理を施すことにより、ポリイミドフィルム表面は官能基が存在する状態(いわゆる活性化した状態)に改質され、支持体に対する接着が向上する。 The polyimide film may be subjected to a plasma treatment process in which a plasma treatment is performed on a surface facing the support of the polyimide film (hereinafter referred to as an opposite surface of the polyimide film) before a patterning process described later. Preferably, the plasma treatment process is more preferably performed before the pattern forming process and the patterning process described below. By applying the plasma treatment, the surface of the polyimide film is modified to have a functional group (so-called activated state), and adhesion to the support is improved.
プラズマ処理は、特に限定されるものではないが、真空中でのRFプラズマ処理、マイクロ波プラズマ処理、マイクロ波ECRプラズマ処理、大気圧プラズマ処理、コロナ処理などがあり、フッ素を含むガス処理、イオン源を使ったイオン打ち込み処理、PBII法を使った処理、フレーム処理、イトロ処理なども含める。これらの中でも真空中でのRFプラズマ処理、マイクロ波プラズマ処理、大気圧プラズマ処理が好ましい。 The plasma treatment is not particularly limited, but includes RF plasma treatment in vacuum, microwave plasma treatment, microwave ECR plasma treatment, atmospheric pressure plasma treatment, corona treatment, etc., gas treatment containing fluorine, ion Also includes ion implantation using a source, processing using a PBII method, frame processing, intro processing, and the like. Among these, RF plasma treatment, microwave plasma treatment, and atmospheric pressure plasma treatment in vacuum are preferable.
プラズマ処理の適当な条件としては、酸素プラズマ、CF4、C2F6などフッ素を含むプラズマなど化学的にエッチング効果が高いことが知られるプラズマ、或はArプラズマのように物理的なエネルギーをポリイミド表面に与えて物理的にエッチングする効果の高いプラズマによる処理が望ましい。また、CO2、H2、N2などのプラズマ、およびこれらの混合気体や、さらに水蒸気を付加することも好ましい。短時間での処理を目指す場合、プラズマのエネルギー密度が高く、プラズマ中のイオンの持つ運動エネルギーが高いもの、活性種の数密度が高いプラズマが望ましい。この観点からは、マイクロ波プラズマ処理、マイクロ波ECRプラズマ処理、高いエネルギーのイオンを打ち込みやすいイオン源によるプラズマ照射、PBII法なども望ましい。 Appropriate conditions for the plasma treatment include oxygen plasma, plasma containing fluorine such as CF 4 and C 2 F 6, plasma known to have a high etching effect, or physical energy such as Ar plasma. It is desirable to use plasma with a high effect of applying to the polyimide surface and physically etching. Further, it is also preferable to add plasma such as CO 2 , H 2 , N 2 , a mixed gas thereof, or water vapor. When aiming at processing in a short time, a plasma having a high plasma energy density, a high kinetic energy of ions in the plasma, and a high number density of active species are desirable. From this point of view, microwave plasma treatment, microwave ECR plasma treatment, plasma irradiation with an ion source that easily implants high-energy ions, PBII method, and the like are also desirable.
プラズマ処理の持つ効果としては、上述した表面官能基の付加、およびこれに伴う接触角の変化、接着性の向上、表面汚染の除去などのほか、デスミアと呼ばれる、加工に伴う不規則形状物の除去などの表面のエッチング効果がある。特に高分子とセラミックではエッチングされやすさが全く異なる為、セラミックに比べて結合エネルギーの低い高分子のみが選択的にエッチングされることになる。このため、エッチング作用のあるガス種や放電条件では、選択的に高分子のみがエッチングされて滑材(粒子、フィラーともいう)を露出させるという作用も生じる。なお、上記プラズマ処理以外にフィルム表面のエッチング作用を得られる手段として、薬液を併用した場合も含めたパッドによる研磨、ブラシ研磨、薬液をしみこませたスポンジによる研磨、研磨パッド中に研磨粒子を入れたものによる研磨、サンドブラスト、ウェットブラストなどが挙げられ、これら手段をプラズマ処理とともに採用してもよい。 The effects of plasma treatment include the addition of the above-mentioned surface functional groups, the change in contact angle accompanying this, improvement in adhesion, removal of surface contamination, etc., as well as the removal of irregularly shaped objects associated with processing called desmear. There is a surface etching effect such as removal. In particular, since polymer and ceramic are completely different in etching ease, only a polymer having a lower binding energy than ceramic is selectively etched. For this reason, under the gas species and discharge conditions that have an etching action, only the polymer is selectively etched to expose the lubricant (also referred to as particles or filler). In addition to the above plasma treatment, as a means of obtaining an etching effect on the film surface, polishing with a pad including the case of using a chemical solution, brush polishing, polishing with a sponge soaked with a chemical solution, and putting abrasive particles in the polishing pad Examples include polishing with sand, sand blasting, wet blasting, and the like, and these means may be employed together with plasma treatment.
上記プラズマ処理は、ポリイミドフィルムの片面のみに施してもよいし、両面に施してもよい。片面にプラズマ処理を行う場合、並行平板型電極でのプラズマ処理で片側の電極上にポリイミドフィルムを接して置くことにより、ポリイミドフィルムの電極と接していない側の面のみにプラズマ処理を施すことができる。また2枚の電極間の空間に電気的に浮かせる状態でポリイミドフィルムを置くようにすれば、両面にプラズマ処理が行える。また、ポリイミドフィルムの片面に保護フィルムを貼った状態でプラズマ処理を行うことで片面処理が可能となる。なお保護フィルムとしては粘着剤付のPETフィルムやオレフィンフィルムなどが使用できる。 The plasma treatment may be performed only on one side of the polyimide film or on both sides. When performing plasma treatment on one side, it is possible to perform plasma treatment only on the side of the polyimide film that is not in contact with the electrode by placing the polyimide film in contact with the electrode on one side in the plasma treatment with parallel plate electrodes. it can. If a polyimide film is placed in a state where it is electrically floated in the space between the two electrodes, plasma treatment can be performed on both sides. Moreover, single-sided processing becomes possible by performing plasma processing in the state which stuck the protective film on the single side | surface of the polyimide film. In addition, as a protective film, a PET film with an adhesive or an olefin film can be used.
上記プラズマ処理を施したポリイミドフィルムには、上記プラズマ処理工程と後述の加圧加熱処理工程との間に、上記ポリイミドフィルムに酸処理を施す酸処理工程を行うことが好ましい。滑材(粒子)を含有したポリイミドフィルム表面では、滑材は表面付近で凸形状を形成していても、その表面にはごく薄いポリイミド層が存在する。ポリイミドは酸に対する耐性が強い為、極薄い層でもポリイミドが滑材表面にあると、酸処理を施した際に酸は滑材表面と直接接することはなく酸によって侵食されないが、プラズマ処理によるエッチング効果により選択的に高分子(ポリイミド)のみがエッチングされた後では、酸は滑材表面と直接接するため、適切な酸の種類を選んで酸処理を行えば、ごく短時間で滑材のみの溶解除去を行うことができ、クレーターが形成される。 It is preferable to perform the acid treatment process which acid-treats the said polyimide film between the said plasma treatment process and the pressurization heat processing process mentioned later to the polyimide film which performed the said plasma treatment. On the polyimide film surface containing the lubricant (particles), even if the lubricant has a convex shape near the surface, a very thin polyimide layer exists on the surface. Since polyimide has strong resistance to acid, even if it is a very thin layer, if polyimide is on the surface of the lubricant, the acid will not be in direct contact with the surface of the lubricant and will not be eroded by the acid treatment. After only the polymer (polyimide) is selectively etched due to the effect, the acid directly contacts the surface of the lubricant. Therefore, if an appropriate acid type is selected and acid treatment is performed, only the lubricant can be obtained in a very short time. Dissolution removal can be performed and a crater is formed.
このクレーターは、プラズマ処理によってポリイミドフィルム表面から露出した滑材が酸によって溶出された残部と考えられ、単なる凹みではなく、その縁部が盛り上がった状態の窪みである。参考として、図5に、クレーター部を示すAFM像を、図6に、図5に示すクレーター部の直線部分における断面像を、図7に、クレーター部を含むAFM像(10μm四方)を示す。クレーターの縁部分は、中に滑材粒子が内包された状態の突起に比較して柔らかく、ポリイミドフィルムと支持体とを加圧密着させる際に比較的弱い力で変形する。滑材を内包した突起は変形しがたく、ポリイミドフィルムと支持体との密着を阻害するが、滑材部分をこのようなクレーター様の形状にすることにより、ポリイミドフィルムと支持体との密着性が高まり、ポリイミドフィルムと支持体との剥離強度をより向上させることができる。 This crater is considered to be the remaining part in which the lubricant exposed from the polyimide film surface by the plasma treatment is eluted by the acid, and is not a mere dent but a dent with its edge raised. For reference, FIG. 5 shows an AFM image showing the crater part, FIG. 6 shows a cross-sectional image of the crater part shown in FIG. 5, and FIG. 7 shows an AFM image (10 μm square) including the crater part. The edge portion of the crater is softer than the protrusion in which the lubricant particles are encapsulated, and is deformed with a relatively weak force when the polyimide film and the support are brought into pressure contact. The protrusion containing the lubricant is not easily deformed and inhibits the adhesion between the polyimide film and the support, but the adhesion between the polyimide film and the support is achieved by making the lubricant part into such a crater-like shape. And the peel strength between the polyimide film and the support can be further improved.
上記酸処理は、酸を含む薬液中にプラズマ処理を施したポリイミドフィルムを浸漬するか、もしくはプラズマ処理を施したポリイミドフィルムに該薬液を塗布またはスプレーすることにより行うことができる、このとき超音波洗浄などを併用しても良い。またポリイミドフィルムの片面に保護フィルムを貼った状態で酸処理を行うことで片面のみの酸処理も可能となる。保護フィルムとしては粘着剤付のPETフィルムやオレフィンフィルムなどが使用できる。 The acid treatment can be performed by immersing the plasma-treated polyimide film in a chemical solution containing acid, or by applying or spraying the chemical solution on the plasma-treated polyimide film. You may use washing together. Moreover, the acid treatment of only one side becomes possible by performing an acid treatment in the state which stuck the protective film on the single side | surface of the polyimide film. As the protective film, a PET film with an adhesive or an olefin film can be used.
上記酸処理に用いる酸としては、滑材のみをエッチングできるものが好ましく、例えばSiO2やガラスを溶解する作用があるHFやBHF等が好ましく挙げられ、これらは通常水溶液として用いられる。例えば、10質量%のHF水溶液に対するSiO2のエッチング溶解の速度は常温で12Å/sec程度であるので、80nm程度のSiO2滑材は1分程度の薬液との接触で充分に処理できる事になる。したがって、HF水溶液やBHF水溶液による酸処理を行う場合には、SiO2を滑材とすることが好ましいが、勿論、滑材の種類はSiO2に限られたものではない。 As the acid used for the acid treatment, those capable of etching only the lubricant are preferable. For example, HF and BHF having an action of dissolving SiO 2 and glass are preferably used, and these are usually used as an aqueous solution. For example, since the rate of SiO 2 etching dissolution in a 10% by mass HF aqueous solution is about 12 cm / sec at room temperature, a SiO 2 lubricant of about 80 nm can be sufficiently treated by contact with a chemical solution for about 1 minute. Become. Therefore, when acid treatment with an HF aqueous solution or a BHF aqueous solution is performed, it is preferable to use SiO 2 as a lubricant, but of course, the type of the lubricant is not limited to SiO 2 .
薬液中の酸濃度は、20質量%以下が好ましく、より好ましくは3〜10質量%である。薬液中の酸濃度が薄すぎると溶解速度が低下するため、エッチングに時間がかかり、生産性が落ち、濃すぎるとエッチングの時間が短すぎて必要以上に薬液に曝すことになる。 As for the acid concentration in a chemical | medical solution, 20 mass% or less is preferable, More preferably, it is 3-10 mass%. If the acid concentration in the chemical solution is too thin, the dissolution rate decreases, so that etching takes time and productivity is lowered. If the acid concentration is too high, the etching time is too short and the chemical solution is exposed to the chemical solution more than necessary.
ポリイミドフィルム(原反)にプラズマ処理と酸処理を加える工程は、処理の効率化の点からはロール・ツー・ロールで行うことが好ましい。プラズマ処理を行なったポリイミドフィルムロールにも滑材が存在するので、ロールとしてのハンドリング性はプラズマ処理前と同等である。また、ロールでプラズマ処理を行った後、カットシートにしてから酸処理を行うことも、簡便な実施が可能となる点で有用である。 The step of adding the plasma treatment and the acid treatment to the polyimide film (raw material) is preferably performed roll-to-roll from the viewpoint of improving the efficiency of the treatment. Since the polyimide film roll subjected to the plasma treatment also has a lubricant, the handling property as a roll is equivalent to that before the plasma treatment. Moreover, after performing plasma treatment with a roll, it is also useful to perform acid treatment after making it into a cut sheet from the viewpoint that simple implementation is possible.
以上のようにプラズマ処理および酸処理を施したポリイミドフィルムの表面形態は、表面を後述するAFM法で観察したときに、その一面には直径10〜500nmのクレーターを有することが好ましく、他の一面のRaは0.3〜0.95nmであることが好ましく、これにより、接着性が向上し、支持体との接着剤なしでの接合・積層により適した平滑度合いが付与された面を有するものとなる。 The surface form of the polyimide film subjected to plasma treatment and acid treatment as described above preferably has a crater having a diameter of 10 to 500 nm on one surface when the surface is observed by an AFM method described later. Ra of 0.3 to 0.95 nm is preferable, and this improves the adhesion, and has a surface to which a smoothness level suitable for bonding and lamination without an adhesive with the support is given. It becomes.
片面に直径10〜500nmのクレーターを有しているポリイミドフィルムは、支持体との接着剤なしでの接合積層において、より適正な剥離強度を有するものとなる。好ましくはクレーターの直径は30〜150nmである。クレーターの直径が10nmに満たない場合は、接着性向上効果が小さくなり、500nmを超える場合は、過度なエッチングをすることとなり、ポリイミドフィルム強度に悪影響を及ぼしたり、接着性向上にも効果が現れにくくなる。 A polyimide film having a crater having a diameter of 10 to 500 nm on one side has a more appropriate peel strength in bonding lamination without an adhesive with a support. Preferably, the crater has a diameter of 30 to 150 nm. If the diameter of the crater is less than 10 nm, the effect of improving the adhesiveness will be reduced, and if it exceeds 500 nm, excessive etching will be performed, which will adversely affect the strength of the polyimide film and will also have an effect on improving the adhesiveness. It becomes difficult.
ポリイミドフィルムの他の一面のRaが0.3〜0.95nmの平滑面であることは、精緻な電気回路や半導体デバイスを作製するうえで特に好ましく、例えばRaが2.0nmを超える場合には、必要な平滑度合いを有さないことになり、その上に形成された金属箔膜などに接着性、平滑性などの点で悪影響を及ぼすことがある。このような表面が平滑なポリイミドフィルムは、ポリイミド形成用ポリアミド酸溶液(ポリイミド前駆体溶液)として、滑材を添加したものと、添加しないか極めて少量のみ添加したものとを併用使用することで製造することができ、ポリイミドフィルム作製時のロール巻き取り性や適宜のすべり性も付与されポリイミドフィルム製造も容易となる。 It is particularly preferable that Ra on the other surface of the polyimide film is a smooth surface having a thickness of 0.3 to 0.95 nm in order to produce a precise electric circuit or semiconductor device. For example, when Ra exceeds 2.0 nm. In other words, it does not have the necessary degree of smoothness, and may adversely affect the metal foil film formed thereon in terms of adhesion and smoothness. Such a polyimide film having a smooth surface is produced by using a polyamide acid solution for forming a polyimide (polyimide precursor solution) with a combination of a lubricant and a non-added or a very small amount. In addition, roll roll-up property and proper slipping property at the time of polyimide film production are also given, and the polyimide film production becomes easy.
<カップリング剤処理>
本発明の積層体の製造方法においては、支持体の上記ポリイミドフィルムに対向する側の面に対して、カップリング剤を塗布してカップリング処理層を形成するカップリング処理層形成工程を行う。
<Coupling agent treatment>
In the manufacturing method of the laminated body of this invention, the coupling process layer formation process of apply | coating a coupling agent and forming a coupling process layer is performed with respect to the surface of the support body facing the said polyimide film.
本発明においてカップリング剤とは、支持体とポリイミドフィルムとの間に物理的ないし化学的に介在し、両者間の接着力を高める作用を有する化合物を意味し、一般的にはシラン系カップリング剤、リン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤等として知られている化合物を含む。 In the present invention, the coupling agent means a compound that is physically or chemically interposed between the support and the polyimide film and has an action of increasing the adhesive force between the two, and is generally a silane coupling. Compounds known as agents, phosphorus coupling agents, titanate coupling agents and the like.
カップリング剤は、特に限定されるものではないが、特に、アミノ基あるいはエポキシ基を持ったシランカップリング剤が好ましい。シランカップリング剤の好ましい具体例としては、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3―トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、2−(3,4−エポキシシクロへキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、トリス−(3−トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、クロロメチルフェネチルトリメトキシシラン、クロロメチルトリメトキシシランなどが挙げられる。 The coupling agent is not particularly limited, but a silane coupling agent having an amino group or an epoxy group is particularly preferable. Preferable specific examples of the silane coupling agent include N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2- ( Aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, vinyltrichlorosilane, Vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysila 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (vinylbenzyl) -2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane Hydrochloride, 3-ureidopropyltriethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, bis (triethoxysilylpro Le) tetrasulfide, 3-isocyanate propyl triethoxysilane, tris - (3-trimethoxysilylpropyl) isocyanurate, chloromethyl phenethyltrimethoxysilane, such as chloromethyl trimethoxysilane.
本発明で用いられるカップリング剤としては、上記のほかにも、例えば、1−メルカプト−2−プロパノール、3−メルカプトプロピオン酸メチル、3−メルカプト−2−ブタノール、3−メルカプトプロピオン酸ブチル、3−(ジメトキシメチルシリル)−1−プロパンチオール、4−(6−メルカプトヘキサロイル)ベンジルアルコール、11−アミノ−1−ウンデセンチオール、11−メルカプトウンデシルホスホン酸、11−メルカプトウンデシルトリフルオロ酢酸、2,2’−(エチレンジオキシ)ジエタンチオール、11−メルカプトウンデシルトリ(エチレングリコール)、(1−メルカプトウンデイック−11−イル)テトラ(エチレングリコール)、1−(メチルカルボキシ)ウンデック−11−イル)ヘキサ(エチレングリコール)、ヒドロキシウンデシルジスルフィド、カルボキシウンデシルジスルフィド、ヒドロキシヘキサドデシルジスルフィド、カルボキシヘキサデシルジスルフィド、テトラキス(2−エチルヘキシルオキシ)チタン、チタンジオクチロキシビス(オクチレングリコレート)、ジルコニウムトリブトキシモノアセチルアセトネート、ジルコニウムモノブトキシアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、ジルコニウムトリブトキシモノステアレート、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレートなどを使用することもできる。 As the coupling agent used in the present invention, in addition to the above, for example, 1-mercapto-2-propanol, methyl 3-mercaptopropionate, 3-mercapto-2-butanol, butyl 3-mercaptopropionate, 3 -(Dimethoxymethylsilyl) -1-propanethiol, 4- (6-mercaptohexaloyl) benzyl alcohol, 11-amino-1-undecenethiol, 11-mercaptoundecylphosphonic acid, 11-mercaptoundecyltrifluoroacetic acid , 2,2 ′-(ethylenedioxy) diethanethiol, 11-mercaptoundecyltri (ethylene glycol), (1-mercaptoundec-11-yl) tetra (ethylene glycol), 1- (methylcarboxy) undeck -11-yl) hexa (ethylene Recall), hydroxyundecyl disulfide, carboxyundecyl disulfide, hydroxyhexadecyl disulfide, carboxyhexadecyl disulfide, tetrakis (2-ethylhexyloxy) titanium, titanium dioctyloxybis (octylene glycolate), zirconium tributoxy monoacetylacetate Nate, zirconium monobutoxyacetylacetonate bis (ethyl acetoacetate), zirconium tributoxy monostearate, acetoalkoxyaluminum diisopropylate and the like can also be used.
特に好ましいカップリング剤としては、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、2−(3,4−エポキシシクロへキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、アミノフェニルトリメトキシシラン、アミノフェネチルトリメトキシシラン、アミノフェニルアミノメチルフェネチルトリメトキシシランなどが挙げられる。プロセスで特に高い耐熱性が要求される場合、Siとアミノ基の間を芳香族基でつないだものが望ましい。 Particularly preferred coupling agents include N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, and N-2- (aminoethyl). -3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, 2- (3 4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, aminophenyltrimethoxysilane, amino Phenethyltrimethoxysilane, aminopheny Such as aminomethyl phenethyltrimethoxysilane the like. In the case where particularly high heat resistance is required in the process, it is desirable to use an aromatic group between Si and an amino group.
カップリング剤処理を施してカップリング処理層を形成する方法としては、カップリング剤を直接もしくは溶剤などで希釈して、支持体に塗布乾燥し熱処理する方法、カップリング剤そのものもしくは溶剤などで希釈した溶液中に支持体を浸漬した後に乾燥し熱処理する方法、ポリイミドフィルム作製時に添加し、ポリイミドフィルム作製と同時にカップリング剤処理する方法等を採用することができる。カップリング剤の塗布量(付着量または含有量)は、形成されるカップリング処理層の膜厚が後述する厚さになるよう適宜設定すればよい。熱処理の際の条件は、50〜250℃が好ましく、より好ましくは75〜165℃、さらに好ましくは95〜155℃程度の温度で、好ましくは30秒以上、より好ましくは1分以上加熱すればよい。加熱温度が高すぎると、カップリング剤の分解ないし不活性化が生じる場合があり、低すぎると定着が不十分となる。また加熱時間が長すぎても同様の問題が生じる場合があり、加熱時間の上限は好ましくは5時間、さらに好ましくは2時間程度である。なお、カップリング剤処理を行う際には、処理中のpHが性能に大きく影響する事が知られているので、適宜pHを調整することが望ましい。 As a method of forming a coupling treatment layer by performing a coupling agent treatment, a method of diluting the coupling agent directly or with a solvent, coating and drying the support, heat treatment, or diluting with a coupling agent itself or a solvent, etc. A method of immersing the support in the prepared solution and then drying and heat-treating, a method of adding at the time of polyimide film production, and a treatment with a coupling agent at the same time as polyimide film production can be employed. What is necessary is just to set suitably the application quantity (adhesion amount or content) of a coupling agent so that the film thickness of the coupling process layer formed may become the thickness mentioned later. The conditions for the heat treatment are preferably 50 to 250 ° C., more preferably 75 to 165 ° C., more preferably about 95 to 155 ° C., preferably 30 seconds or more, more preferably 1 minute or more. . If the heating temperature is too high, decomposition or inactivation of the coupling agent may occur, and if it is too low, fixing will be insufficient. Moreover, even if the heating time is too long, the same problem may occur. The upper limit of the heating time is preferably 5 hours, more preferably about 2 hours. In addition, when performing a coupling agent process, since it is known that pH during process will influence a performance large, it is desirable to adjust pH suitably.
<パターン形成>
本発明の積層体の製造方法においては、後述の加圧加熱処理工程の前に、エッチングによりポリイミドフィルムの対向面にパターン化処理を行い、所定のパターンを形成するパターン形成工程を行う。これにより、支持体とポリイミドフィルムの間の剥離強度が強い部分と弱い部分を意図的に作り出すことができる。パターン化処理とは、例えば、不活性化処理、部分被覆、部分除去、部分活性化などであり、好ましくは不活性化処理であり、具体的には、ポリイミドフィルムの対向面の一部を不活性化して所定のパターンを形成するのが好ましい。なお、ポリイミドフィルムをパターン化処理するとは、物理的にポリイミドフィルムを部分的に除去する(いわゆるエッチングする)こと、物理的にポリイミドフィルムを微視的にマスキングすること、ポリイミドフィルムを化学的に変性することを包含する。
<Pattern formation>
In the manufacturing method of the laminated body of this invention, before the below-mentioned pressurization heat processing process, a patterning process is performed to the opposing surface of a polyimide film by an etching, and a predetermined pattern is formed. Thereby, the part with strong peeling strength between a support body and a polyimide film and a weak part can be produced intentionally. The patterning process is, for example, an inactivation process, partial coating, partial removal, partial activation, etc., and preferably an inactivation process. Specifically, a part of the opposing surface of the polyimide film is inactivated. Preferably, it is activated to form a predetermined pattern. Note that patterning a polyimide film means physically removing the polyimide film partially (so-called etching), physically masking the polyimide film microscopically, and chemically modifying the polyimide film. To include.
ポリイミドフィルムの対向面の一部に、選択的に不活性化処理して所定のパターンを形成する手段としては、所定のパターンに応じた部分をマスクで一時的に被覆ないし遮蔽したうえで全面にエッチング等を施し、その後マスクを取り去るようにしてもよいし、可能であれば直描方式で所定のパターンに応じてエッチング等を行うようにしてもよい。マスクとしては、一般的にレジスト、フォトマスク、メタルマスクなどとして使われている物をエッチング方法に応じて適宜選択して用いればよい。 As a means to selectively inactivate a part of the opposing surface of the polyimide film to form a predetermined pattern, a part corresponding to the predetermined pattern is temporarily covered or shielded with a mask on the entire surface. Etching or the like may be performed, and then the mask may be removed. If possible, etching may be performed according to a predetermined pattern by a direct drawing method. As a mask, a material generally used as a resist, a photomask, a metal mask or the like may be appropriately selected and used according to an etching method.
パターン形状は、積層するデバイスの種類等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されない。一例を挙げると図4に示す通りであり、図4の(1)に示すように、積層体の外周部のみに良好接着部分11が配置され、積層体の内部に易剥離部分12が配置されているパターンや、図4の(2)や(3)に示すように、積層体の外周部とともに内部にも線状に良好接着部分11が配置されたパターンや、図4の(4)に示すように、積層体の外周部のみに環状の良好接着部分11が配置され、積層体の内部に円形状の易剥離部分12が配置されているパターンが挙げられる。 The pattern shape may be appropriately set according to the type of device to be stacked, and is not particularly limited. An example is as shown in FIG. 4. As shown in FIG. 4 (1), the good adhesion portion 11 is arranged only at the outer peripheral portion of the laminate, and the easily peelable portion 12 is arranged inside the laminate. As shown in (2) and (3) of FIG. 4, the pattern in which the good adhesion portion 11 is arranged linearly inside as well as the outer peripheral portion of the laminated body, and (4) of FIG. 4. As shown, there is a pattern in which an annular good adhesion portion 11 is disposed only on the outer peripheral portion of the laminate, and a circular easily peelable portion 12 is disposed inside the laminate.
上記不活性化処理としては、ブラスト処理、真空プラズマ処理、大気圧プラズマ処理、コロナ処理、活性放射線照射処理、活性ガス処理、及び薬液処理からなる群より選択される少なくとも1種を行うことが好ましい。 As the inactivation treatment, it is preferable to perform at least one selected from the group consisting of blast treatment, vacuum plasma treatment, atmospheric pressure plasma treatment, corona treatment, actinic radiation irradiation treatment, active gas treatment, and chemical treatment. .
上記ブラスト処理とは、平均粒子径が0.1〜1000μmの粒子を、気体ないし液体と共に対象物に吹き付ける処理を云う。本発明では、可能な範囲で平均粒子径が小さい粒子を用いたブラスト処理を使用することが好ましい。 The blast treatment refers to a treatment in which particles having an average particle diameter of 0.1 to 1000 μm are sprayed on an object together with gas or liquid. In the present invention, it is preferable to use blasting using particles having a small average particle diameter as much as possible.
上記真空プラズマ処理とは、減圧されたガス中での放電によって生じるプラズマ中に対象物を曝露するか、ないしは、同放電によって生じたイオンを対象物に衝突させる処理を云う。ガスとしては、ネオン、アルゴン、窒素、酸素、フッ化炭素、二酸化炭素、水素等の単独、ないし混合ガスを用いることができる。 The vacuum plasma treatment refers to a treatment in which an object is exposed to plasma generated by discharge in a decompressed gas, or ions generated by the discharge collide with the object. As the gas, neon, argon, nitrogen, oxygen, carbon fluoride, carbon dioxide, hydrogen or the like alone or a mixed gas can be used.
上記大気圧プラズマ処理とは、概ね大気圧雰囲気下におかれた気体中で生じる放電によって生じるプラズマ中に対象物を曝露するか、ないしは、同放電によって生じたイオンを対象物に衝突させる処理を云う。気体としてはネオン、アルゴン、窒素、酸素、二酸化炭素、水素等の単独ないし混合ガスを用いることができる。 The atmospheric pressure plasma treatment is a treatment in which an object is exposed to plasma generated by a discharge generated in a gas that is generally in an atmospheric pressure atmosphere, or ions generated by the discharge collide with the object. say. As the gas, neon, argon, nitrogen, oxygen, carbon dioxide, hydrogen or the like alone or a mixed gas can be used.
上記コロナ処理とは概ね大気圧雰囲気下におかれた気体中で生じるコロナ放電雰囲気に対象物を曝露するか、ないしは、同放電によって生じたイオンを対象物に衝突させる処理を云う。 The corona treatment refers to a treatment in which an object is exposed to a corona discharge atmosphere generated in a gas that is generally in an atmospheric pressure atmosphere, or ions generated by the discharge collide with the object.
上記活性放射線照射処理とは、電子線、アルファ線、X線、ベータ線、赤外線、可視光線、紫外線、レーザー光照射処理などの放射線を照射する処理を云う。なお、レーザー光照射処理を行う場合には、特に直描方式で処理を行うことが容易になる。なおこの場合、可視光レーザーであっても、一般の可視光線と比較して遙かに大きなエネルギーを有するため、本発明では活性放射線の一種として扱うことができる。 The actinic radiation irradiation treatment refers to a treatment for irradiation with radiation such as electron beam, alpha ray, X-ray, beta ray, infrared ray, visible ray, ultraviolet ray, laser beam irradiation treatment. In addition, when performing a laser beam irradiation process, it becomes easy to process especially by a direct drawing system. In this case, even a visible light laser has much larger energy than general visible light, and therefore can be treated as a kind of actinic radiation in the present invention.
上記活性ガス処理とは、少なくともポリイミドフィルムの対向面に化学的ないし物理的変化を生じせしめる活性を有する気体、例えばハロゲンガス、ハロゲン化水素ガス、オゾン、高濃度の酸素ガス、アンモニア、有機アルカリ、有機酸などのガスに対象物を曝露する処理をいう。 The active gas treatment is a gas having an activity that causes chemical or physical change at least on the opposite surface of the polyimide film, such as halogen gas, hydrogen halide gas, ozone, high concentration oxygen gas, ammonia, organic alkali, A treatment that exposes an object to a gas such as an organic acid.
上記薬液処理とは、少なくともポリイミドフィルムの対向面に化学的ないし物理的変化を生じせしめる活性を有する液体、例えばアルカリ溶液、酸溶液、還元剤溶液、酸化剤溶液、などの液体、ないし溶液に対象物を曝露する処理をいう。 The above chemical treatment is intended for a liquid having an activity that causes a chemical or physical change at least on the opposite surface of the polyimide film, such as an alkaline solution, an acid solution, a reducing agent solution, an oxidizing agent solution, or a solution. A treatment that exposes an object.
特に、生産性の観点からは、上記不活性化処理としては、活性放射線とマスクを組み合わせた方法を、または大気圧プラズマ処理とマスクを組み合わせた方法が好ましく用いられる。活性放射線処理としては経済性、安全性の観点から、紫外線照射処理、すなわちUV照射処理が好ましく、以下詳細に説明する。 In particular, from the viewpoint of productivity, as the inactivation treatment, a method combining actinic radiation and a mask or a method combining an atmospheric pressure plasma treatment and a mask is preferably used. The actinic radiation treatment is preferably an ultraviolet irradiation treatment, that is, a UV irradiation treatment from the viewpoint of economy and safety, and will be described in detail below.
本発明におけるUV照射処理とは、400nm以下の波長の紫外線(UV光)を発生する装置中に、ポリイミドフィルムを入れてUV照射する処理であり、UV光波長は、好ましくは260nm以下であり、さらに好ましくは200nm以下の短波長であるのがよい。かかる短波長のUV光を酸素が存在する環境下で照射すると、ポリイミドフィルムにUV光のエネルギーが加わるとともに、試料近傍に励起状態にある活性な酸素やオゾンが発生することとなり、本発明におけるポリイミドフィルムの対向面の不活性化処理をより効果的に行うことができる。ただし170nm以下の波長では、酸素によるUV光の吸収が著しいため、ポリイミドフィルムにUV光を到達させるための考慮が必要となる。完全に酸素の無い雰囲気での照射では、活性酸素やオゾンによる表面改質(不活性化)の効果が現れないため、UV光が通過しつつ、活性酸素やオゾンも到達するような工夫を要する。例えば、窒素雰囲気中にUV光源を置き、石英ガラスを透過させてUV光を当てるといった装置上の工夫により、石英ガラスからポリイミドフィルムまでの距離を短くして、UV光の吸収を抑えるといった工夫のほか、雰囲気を通常の大気ではなく酸素量をコントロールしたものとしてUV光の酸素吸収をコントロールする方法、UV光源、カップリング処理層間の気体の流れを制御することなども、UV光の透過とオゾンの発生量を制御する方法として有効である。 In the present invention, the UV irradiation treatment is a treatment in which a polyimide film is placed in a device that generates ultraviolet light (UV light) having a wavelength of 400 nm or less (UV light), and the UV light wavelength is preferably 260 nm or less. More preferably, the short wavelength is 200 nm or less. When such UV light having a short wavelength is irradiated in an environment where oxygen exists, UV light energy is added to the polyimide film, and active oxygen and ozone in an excited state are generated in the vicinity of the sample. The inactivation treatment of the opposing surface of the film can be performed more effectively. However, at a wavelength of 170 nm or less, absorption of UV light by oxygen is remarkable, so that it is necessary to consider the UV light reaching the polyimide film. Irradiation in a completely oxygen-free atmosphere does not show the effect of surface modification (inactivation) with active oxygen or ozone, so it must be devised to allow active oxygen and ozone to reach while UV light passes. . For example, a device that puts a UV light source in a nitrogen atmosphere and transmits UV light through quartz glass, shortens the distance from the quartz glass to the polyimide film, and suppresses UV light absorption. In addition, the method of controlling the absorption of UV light by controlling the amount of oxygen instead of the normal atmosphere, the control of the gas flow between the UV light source and the coupling treatment layer, etc. It is effective as a method for controlling the amount of generation.
UV光の照射強度は、少なくとも150nm〜400nmの波長範囲に感度のピークを持つ紫外線光量計を用いて測定した際に5mW/cm2以上が好ましく、200mW/cm2以下が支持体の変質防止のため望ましい。UV光の照射時間は、0.1分以上、30分以下が好ましく、より好ましくは0.5分以上、さらに好ましくは1分以上、特に好ましくは2分以上であり、より好ましくは10分以下、さらに好ましくは5分以下、特に好ましくは4分以下である。積算光量に換算すると、30mJ/cm2〜360000mJ/cm2が好ましく、より好ましくは300mJ/cm2〜120000mJ/cm2であり、さらに好ましくは600mJ/cm2〜60000mJ/cm2である。 The irradiation intensity of UV light is preferably 5 mW / cm 2 or more when measured using an ultraviolet light meter having a sensitivity peak in a wavelength range of at least 150 nm to 400 nm, and 200 mW / cm 2 or less is for preventing alteration of the support. This is desirable. The irradiation time of UV light is preferably 0.1 minutes or more and 30 minutes or less, more preferably 0.5 minutes or more, still more preferably 1 minute or more, particularly preferably 2 minutes or more, and more preferably 10 minutes or less. More preferably, it is 5 minutes or less, and particularly preferably 4 minutes or less. In terms of integrated light quantity is preferably 30mJ / cm 2 ~360000mJ / cm 2 , more preferably 300mJ / cm 2 ~120000mJ / cm 2 , more preferably from 600mJ / cm 2 ~60000mJ / cm 2 .
UV照射処理時のパターン形成は、光を照射する部分と、照射しない部分を意図的に作ることによって行う。パターンを形成する方法としてはUV光を遮蔽する部分と遮蔽しない部分を作るか、UV光をスキャンさせる方法などが挙げられる。パターンの端部を明確にするためには、UV光を遮断するとともにマスクでポリイミドフィルムを覆うことが有効である。また、UVレーザーの平行光線によってスキャンすることも有効である。 Pattern formation during the UV irradiation process is performed by intentionally creating a portion that irradiates light and a portion that does not irradiate light. As a method of forming a pattern, a method of making a portion that shields UV light and a portion that does not shield UV light, a method of scanning UV light, or the like can be given. In order to clarify the end of the pattern, it is effective to block the UV light and cover the polyimide film with a mask. It is also effective to scan with a parallel beam of a UV laser.
UV照射処理に使える光源としては、特に制限はないが、例えば、エキシマランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、Xeエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、Xeランプ、XeClエキシマレーザー、XeFエキシマレーザー、Arレーザー、D2ランプなどが挙げられる。中でも、エキシマランプ、低圧水銀ランプ、Xeエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザーなどが好ましい。 The light source that can be used for UV irradiation treatment is not particularly limited. , Ar laser, D2 lamp and the like. Among these, excimer lamps, low-pressure mercury lamps, Xe excimer lasers, ArF excimer lasers, KrF excimer lasers, and the like are preferable.
なお、本発明の積層体の製造方法においては、後述の加圧加熱処理工程の前に、ポリイミドフィルムの対向面へのパターン形成工程に併せて、エッチングによりカップリング処理層におけるポリイミドフィルムと対向する側の面に所定のパターンを形成することもできる。上記所定のパターンの形成とは、意図的にカップリング剤の塗布量や表面活性化処理の活性度等を操作した領域を作ることをいう。これにより、カップリング処理層のパターン形成を行い、カップリング処理層表面を処理することによって、通常の洗浄とは異なり、シランカップリング処理層表面の汚染除去を行うこともできる。カップリング剤層表面の汚れによる貼付け不良が起こりにくくなり、カップリング剤層表面に凹凸がないため、フィルムとうまく貼付けることができる。 In addition, in the manufacturing method of the laminated body of this invention, it opposes the polyimide film in a coupling process layer by an etching together with the pattern formation process to the opposing surface of a polyimide film before the pressurization heat processing process mentioned later. A predetermined pattern can also be formed on the side surface. The formation of the predetermined pattern refers to creating a region where the coating amount of the coupling agent, the activity of the surface activation treatment, and the like are intentionally manipulated. Thus, by performing pattern formation of the coupling treatment layer and treating the surface of the coupling treatment layer, it is possible to remove contamination from the surface of the silane coupling treatment layer unlike ordinary cleaning. Affixing failure due to contamination on the surface of the coupling agent layer is less likely to occur, and the surface of the coupling agent layer has no irregularities, so that the film can be successfully applied to the film.
パターン形成の方法として、カップリング剤塗布を行う際に、あらかじめ所定のパターンで準備されたマスクを用いて、カップリング剤の塗布量を操作する方法を例示できる。またカップリング剤の塗布面に活性エネルギー線照射を行い、その際に、マスキングないしスキャン操作などの手法を併用することによりパターン化することも可能である。ここに活性エネルギー線照射とは、紫外線、電子線、X線等のエネルギー線を照射する操作、さらには極短波長の紫外線照射処理のように紫外線照射光効果と同時に照射面近傍で発生するオゾンガスガス暴露の効果を併せ持つものを含める。さらにこれらの他に、コロナ処理、真空プラズマ処理、常圧プラズマ処理、サンドブラスト処理等によってパターン化処理を行うことも可能である。 As a pattern formation method, a method of manipulating the coating amount of the coupling agent using a mask prepared in a predetermined pattern in advance when applying the coupling agent can be exemplified. It is also possible to perform patterning by irradiating the surface to which the coupling agent is applied with active energy rays and using a technique such as masking or scanning in combination. Here, the active energy ray irradiation means the operation of irradiating energy rays such as ultraviolet rays, electron rays, X-rays, etc., and ozone gas generated near the irradiated surface simultaneously with the ultraviolet ray irradiation light effect as in the ultraviolet ray irradiation treatment of an extremely short wavelength. Include gas exposure effects. In addition to these, patterning can also be performed by corona treatment, vacuum plasma treatment, atmospheric pressure plasma treatment, sandblast treatment, or the like.
以上のように不活性化処理されたポリイミドフィルムには、不活性化(エッチング)されているか否かによって、支持体とポリイミドフィルムとの剥離強度が強い部分である良好接着部分と、支持体とポリイミドフィルムとの剥離強度が弱い部分である易剥離部分とからなるパターンが形成される。UV照射部ではパターン化処理を行うことによってポリイミドが却って不安定な状態となり、ポリイミドフィルム全体とカップリング処理層との接着強度がむしろ低下する。例えばポリイミド表面にUV/O3処理を行うと、UV/O3処理は酸化が進む表面処理であるために、酸化の進行によってポリイミドの結合は破壊され、不安定でポリイミドフィルム全体とは結合の弱い層が形成され、一部は除去されていくことになる。このため、この層の上に接着しても、ポリイミドフィルム全体との接着力は低い。よって、ポリイミドフィルム表面にUV/O3処理を行った場合、UV照射部が易剥離部分となる反面、UV未照射部が剥離強度の強い良好接着部分となる。また、カップリング処理層表面にUV/O3処理を行うと、カップリング処理層がシランカップリング処理層である場合には、酸化が進むため、接着機能を有する有機物成分は除去されるがSiO2は残留すると考えられる。そして、OH基も生成されるため、この層は水素結合を行いうる表面となる。そのため、カップリング処理層表面にUV/O3処理を行った場合も、UV照射部が易剥離部分となり、UV未照射部が剥離強度の強い良好接着部分となる。 The polyimide film that has been deactivated as described above has a good adhesion portion that is a portion where the peel strength between the support and the polyimide film is strong, depending on whether the polyimide film has been deactivated (etched), and the support. A pattern composed of an easily peelable portion which is a portion having a weak peel strength from the polyimide film is formed. By performing the patterning process in the UV irradiation part, the polyimide becomes rather unstable and the adhesive strength between the entire polyimide film and the coupling layer is rather lowered. For example, when performing a UV / O 3 treatment on the polyimide surface, for UV / O 3 treatment is a surface treatment is oxidation proceeds, bonds of the polyimide is destroyed by the progress of oxidation, unstable bond the entire polyimide film A weak layer is formed and a part is removed. For this reason, even if it adhere | attaches on this layer, the adhesive force with the whole polyimide film is low. Therefore, when UV / O 3 treatment is performed on the polyimide film surface, the UV irradiated portion becomes an easily peelable portion, while the UV non-irradiated portion becomes a good bonded portion having a strong peel strength. Further, when UV / O 3 treatment is performed on the surface of the coupling treatment layer, when the coupling treatment layer is a silane coupling treatment layer, oxidation proceeds, so that organic components having an adhesion function are removed, but SiO 2 is removed. 2 is considered to remain. Since OH groups are also generated, this layer becomes a surface capable of hydrogen bonding. Therefore, even when the UV / O 3 treatment is performed on the surface of the coupling treatment layer, the UV irradiated portion becomes an easily peeled portion, and the UV non-irradiated portion becomes a good bonded portion having a strong peel strength.
なお、シランカップリング剤層にUV照射した場合、耐熱剥離強度の方がUV照射部の剥離強度よりも高くなるが、ポリイミドフィルムにUV照射した場合、耐熱剥離強度の方がUV照射部の剥離強度よりも低くすることができる。耐熱剥離強度およびUV照射部の剥離強度については実施例に測定方法を詳述する。 When the silane coupling agent layer is irradiated with UV, the heat-resistant peel strength is higher than the peel strength of the UV-irradiated part. However, when the polyimide film is irradiated with UV, the heat-resistant peel strength is peeled off from the UV-irradiated part. It can be lower than the strength. About a heat-resistant peeling strength and the peeling strength of a UV irradiation part, a measuring method is explained in full detail in an Example.
支持体としてはガラスを基板とすることが工業的に有利であり、この場合、UV照射によって剥離強度を低下させることがより実用的であるが、用途、使用基板、必要とする剥離強度によっては、UV光照射部分を良好接着部分とすることも考えられる。 It is industrially advantageous to use glass as the substrate as the support. In this case, it is more practical to reduce the peel strength by UV irradiation, but depending on the application, the substrate used, and the required peel strength It is also conceivable that the UV light irradiated portion is a good adhesion portion.
<加圧加熱処理>
本発明の積層体は、上記カップリング処理層形成工程及び上記パターン形成工程の後に、カップリング処理層を設けた支持体とポリイミドフィルムとを重ね合わせて加圧加熱処理する加圧加熱処理工程を行うことにより作製される。
<Pressurized heat treatment>
The laminated body of the present invention includes a pressure heat treatment step in which the support and the polyimide film provided with the coupling treatment layer are superposed and pressure heat treated after the coupling treatment layer formation step and the pattern formation step. It is produced by performing.
加圧加熱処理は、例えば、大気圧雰囲気下あるいは真空中で、プレス、ラミネート、ロールラミネート等を、加熱しながら行えばよい。またフレキシブルなバッグに入れた状態で加圧加熱する方法も応用できる。生産性の向上や、高い生産性によりもたらされる低加工コスト化の観点からは、大気雰囲気下でのプレスまたはロールラミネートが好ましく、特にロールを用いて行う方法(ロールラミネート等)が好ましい。 The pressure heat treatment may be performed while heating a press, a laminate, a roll laminate, or the like, for example, in an atmospheric pressure atmosphere or in a vacuum. A method of heating under pressure in a flexible bag can also be applied. From the viewpoint of improving productivity and reducing the processing cost brought about by high productivity, press or roll lamination in an air atmosphere is preferable, and a method using rolls (roll lamination or the like) is particularly preferable.
加圧加熱処理の際の圧力としては、1MPa〜20MPaが好ましく、さらに好ましくは3MPa〜10MPaである。圧力が高すぎると、支持体を破損するおそれがあり、圧力が低すぎると、密着しない部分が生じ、接着が不充分になる場合がある。加圧加熱処理の際の温度としては、150℃〜400℃、さらに好ましくは250℃〜350℃である。温度が高すぎると、ポリイミドフィルムにダメージを与えるおそれがあり、温度が低すぎると、密着力が弱くなる傾向がある。 The pressure during the pressure heat treatment is preferably 1 MPa to 20 MPa, more preferably 3 MPa to 10 MPa. If the pressure is too high, the support may be damaged. If the pressure is too low, a non-adhering part may be produced, resulting in insufficient adhesion. The temperature during the pressure heat treatment is 150 ° C to 400 ° C, more preferably 250 ° C to 350 ° C. If the temperature is too high, the polyimide film may be damaged. If the temperature is too low, the adhesion tends to be weak.
また加圧加熱処理は、上述のように大気圧雰囲気中で行うこともできるが、全面の安定した剥離強度を得る為には、真空下で行うことが好ましい。このとき真空度は、通常の油回転ポンプによる真空度で充分であり、10Torr以下程度あれば充分である。 The pressure heat treatment can be performed in an atmospheric pressure atmosphere as described above. However, in order to obtain a stable peel strength on the entire surface, it is preferably performed under vacuum. At this time, the degree of vacuum by a normal oil rotary pump is sufficient, and about 10 Torr or less is sufficient.
加圧加熱処理に使用することができる装置としては、真空中でのプレスを行うには、例えば井元製作所社製の「11FD」等を使用でき、真空中でのロール式のフィルムラミネーターあるいは真空にした後に薄いゴム膜によりガラス全面に一度に圧力を加えるフィルムラミネーター等の真空ラミネートを行うには、例えば名機製作所社製の「MVLP」等を使用できる。 As an apparatus that can be used for the pressure heat treatment, for example, “11FD” manufactured by Imoto Seisakusho Co., Ltd. can be used to perform pressing in a vacuum, and a roll film laminator or a vacuum in vacuum can be used. For example, “MVLP” manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd. can be used for vacuum lamination such as a film laminator that applies pressure to the entire glass surface at once with a thin rubber film.
上記加圧加熱処理は加圧プロセスと加熱プロセスとに分離して行うことが可能である。この場合、まず、比較的低温(例えば120℃未満、より好ましくは95℃以下の温度)でポリイミドフィルムと支持体とを加圧(好ましくは0.2〜50MPa程度)して両者の密着確保し、その後、低圧(好ましくは0.2MPa未満、より好ましくは0.1MPa以下)もしくは常圧にて比較的高温(例えば120℃以上、より好ましくは120〜250℃、さらに好ましくは150〜230℃)で加熱することにより、密着界面の化学反応が促進されてポリイミドフィルムと支持体とを積層できる。 The pressure heat treatment can be performed separately in a pressure process and a heating process. In this case, first, the polyimide film and the support are pressurized (preferably about 0.2 to 50 MPa) at a relatively low temperature (for example, a temperature of less than 120 ° C., more preferably 95 ° C. or less) to ensure adhesion between the two. Thereafter, at a low pressure (preferably less than 0.2 MPa, more preferably 0.1 MPa or less) or a relatively high temperature at normal pressure (for example, 120 ° C. or more, more preferably 120 to 250 ° C., further preferably 150 to 230 ° C.). By heating with, the chemical reaction at the adhesion interface is promoted and the polyimide film and the support can be laminated.
なお一般に、支持体とポリイミドフィルムとの積層体を得る方法としては、支持体の上にポリイミドワニス(上述したポリアミド酸溶液)を直接塗布しイミド化させて製膜する方法も考えられるが、本発明では、ポリイミドをフィルム化した後、支持体に積層する。これは、ポリアミド酸溶液を支持体上で加熱してイミド化すると、例えば、支持体にもよるが同心円状の膜厚分布ができやすくなったり、ポリイミドフィルムの表と裏の状態(熱の伝わり方等)が異なるために反りや支持体からの浮きがあるフィルムになりやすいのに対して、予めフィルム化しておけば、これらの問題を回避できるからである。さらに、支持体にフィルムを重ね合わせるようにすることで、加圧加熱処理を行い得る範囲において、重ね合わせる前にフィルムにデバイス(回路等)を形成しておくことも可能になる。 In general, as a method of obtaining a laminate of a support and a polyimide film, a method in which a polyimide varnish (polyamic acid solution described above) is directly applied on the support and imidized to form a film is also considered. In the invention, the polyimide is formed into a film and then laminated on the support. For example, when a polyamic acid solution is imidized by heating on a support, for example, although it depends on the support, a concentric film thickness distribution can be easily formed, and the state of the front and back of the polyimide film (transfer of heat) This is because the film tends to be warped or lifted from the support due to the difference in the method, etc., whereas these problems can be avoided if the film is formed in advance. Furthermore, by superimposing the film on the support, it is also possible to form a device (circuit or the like) on the film before superposition within a range where pressure heat treatment can be performed.
<応用>
本発明の積層体の製造方法においては、応用例として、必要に応じて、積層体中のポリイミドフィルムまたは積層体全体の膜厚方向に貫通する孔部分を設けることにより、非ポリイミド部分を設けてもよい。該部分としては、特に限定はされるものではないが、好ましくは、Cu、Al、Ag、Auなどの金属を主たる成分としている金属で充填されているもの、機械式のドリルやレーザー穴あけによって形成された空孔、および、空孔の壁面に金属膜がスパッタリングや無電解めっきシード層形成などにより形成されているもの等が挙げられる。
<Application>
In the method for producing a laminate of the present invention, as an application example, a polyimide film in the laminate or a hole portion penetrating in the film thickness direction of the entire laminate is provided as necessary, thereby providing a non-polyimide portion. Also good. The part is not particularly limited, but is preferably filled with a metal whose main component is a metal such as Cu, Al, Ag, Au, or formed by a mechanical drill or laser drilling. And a hole in which a metal film is formed on the wall surface of the hole by sputtering, electroless plating seed layer formation, or the like.
(積層体)
本発明の積層体は、支持体とポリイミドフィルムとがカップリング処理層を介して積層されてなる積層体であり、前記支持体と前記ポリイミドフィルムとの間の剥離強度が異なる良好接着部分と易剥離部分とを有しており、該良好接着部分と該易剥離部分とが所定のパターンを形成している。これにより、デバイス作製時の高温プロセスにおいても剥がれることなく、しかもポリイミドフィルム上にデバイスを作製した後には容易に支持体からポリイミドフィルムを剥離することができる積層体となる。本発明の積層体は、本発明の積層体の製造方法により得ることができ、支持体、ポリイミドフィルム、カップリング処理層等の詳細については、上述した通りである。
(Laminate)
The laminate of the present invention is a laminate in which a support and a polyimide film are laminated via a coupling treatment layer, and a good adhesion portion having a different peel strength between the support and the polyimide film and an easy adhesion portion. The good adhesion part and the easy peeling part form a predetermined pattern. Thereby, after producing a device on a polyimide film without peeling even in a high temperature process at the time of device production, it becomes a laminated body which can peel a polyimide film from a support easily. The laminate of the present invention can be obtained by the method for producing a laminate of the present invention, and details of the support, the polyimide film, the coupling treatment layer and the like are as described above.
本発明において、良好接着部分と易剥離部分は、例えばUV光照射等の不活性化処理の有無によって表面の性質を変えることで、形成される。つまり、本発明における良好接着部分とは、UV光照射等の不活性化処理が施されていない部分であり、支持体とポリイミドフィルムの剥離強度が強い部分を指す。本発明における易剥離部分とは、UV光照射等の不活性化処理が施された部分であり、支持体とポリイミドフィルムの剥離強度が弱い部分を指す。 In the present invention, the well-bonded portion and the easily peelable portion are formed by changing the surface properties depending on the presence or absence of an inactivation treatment such as UV light irradiation. That is, the good adhesion portion in the present invention is a portion that has not been subjected to inactivation treatment such as UV light irradiation, and refers to a portion where the peel strength between the support and the polyimide film is strong. The easy peeling part in this invention is a part to which inactivation processes, such as UV light irradiation, were given, and point out a part with weak peeling strength of a support body and a polyimide film.
本発明において、支持体とポリイミドフィルムとの間の180度剥離強度は、この上に積層するデバイスの種類やプロセスに応じて適宜設定すればよく、特に制限されないが、少なくとも、上記易剥離部の180度剥離強度は、良好接着部の180度剥離強度の1/2以下であることが好ましく、より好ましくは、1/5以下である。一般論としては、良好接着部の180度剥離強度は、0.5N/cm以上、5N/cm以下であることが好ましく、より好ましくは0.8N/cm以上、2N/cm以下である。上記易剥離部の180度剥離強度は、0.01N/cm以上、0.4N/cm以下であることが好ましく、より好ましくは0.01N/cm以上、0.2N/cm以下である。ここで易剥離部の180度剥離強度の下限は、ポリイミドフィルムの曲げエネルギーなども加味された値となっている。本発明における180度剥離強度は、実施例で後述する方法で測定することができる。また、実施例で後述する耐熱剥離強度、耐酸剥離強度、および耐アルカリ剥離強度についても、それぞれ0.5N/cm以上、5N/cm以下であることが望ましいが、プロセスによってこの要請の数字は変わることがありえる。 In the present invention, the 180-degree peel strength between the support and the polyimide film may be appropriately set according to the type and process of the device laminated thereon, and is not particularly limited. The 180-degree peel strength is preferably 1/2 or less, more preferably 1/5 or less of the 180-degree peel strength of the good adhesion portion. As a general theory, the 180 degree peel strength of the good adhesion portion is preferably 0.5 N / cm or more and 5 N / cm or less, more preferably 0.8 N / cm or more and 2 N / cm or less. The 180 degree peel strength of the easy peel portion is preferably 0.01 N / cm or more and 0.4 N / cm or less, more preferably 0.01 N / cm or more and 0.2 N / cm or less. Here, the lower limit of the 180-degree peel strength of the easily peelable portion is a value that takes into account the bending energy of the polyimide film. 180 degree peel strength in this invention can be measured by the method mentioned later in an Example. In addition, the heat-resistant peel strength, acid peel strength, and alkali peel strength, which will be described later in the examples, are preferably 0.5 N / cm or more and 5 N / cm or less, respectively. It can happen.
(デバイス構造体の製造方法)
本発明のデバイス構造体の製造方法は、支持体とポリイミドフィルムとを有する本発明の積層体を用いて、基材であるポリイミドフィルム上にデバイスが形成されてなる構造体を製造する方法である。
(Device structure manufacturing method)
The method for producing a device structure of the present invention is a method for producing a structure in which a device is formed on a polyimide film as a substrate, using the laminate of the present invention having a support and a polyimide film. .
本発明のデバイス構造体の製造方法においては、上述した方法で作製された積層体のポリイミドフィルム上にデバイスを形成した後、上記積層体の易剥離部のポリイミドフィルムに切り込みを入れて該ポリイミドフィルムを上記支持体から剥離する。 In the manufacturing method of the device structure of the present invention, after forming a device on the polyimide film of the laminate produced by the method described above, the polyimide film is cut into the polyimide film of the easy peelable portion of the laminate. Is peeled from the support.
上記積層体の易剥離部のポリイミドフィルムに切り込みを入れる方法としては、刃物などの切削具によってポリイミドフィルムを切断する方法や、レーザーと積層体を相対的にスキャンさせることによりポリイミドフィルムを切断する方法、ウォータージェットと積層体を相対的にスキャンさせることによりポリイミドフィルムを切断する方法、半導体チップのダイシング装置により若干ガラス層まで切り込みつつポリイミドフィルムを切断する方法などがあるが、特に方法は限定されるものではない。例えば、上述した方法を採用するにあたり、切削具に超音波を重畳させたり、往復動作や上下動作などを付け加えて切削性能を向上させる等の手法を適宜採用することもできる。 As a method of cutting the polyimide film of the easy-release part of the laminate, a method of cutting the polyimide film with a cutting tool such as a blade, or a method of cutting the polyimide film by relatively scanning the laser and the laminate There are a method of cutting the polyimide film by relatively scanning the water jet and the laminate, a method of cutting the polyimide film while cutting slightly to the glass layer with a semiconductor chip dicing device, etc., but the method is particularly limited. It is not a thing. For example, in adopting the above-described method, it is possible to appropriately employ a technique such as superimposing ultrasonic waves on the cutting tool or adding a reciprocating operation or an up-and-down operation to improve the cutting performance.
上記積層体の易剥離部のポリイミドフィルムに切り込みを入れるにあたり、切り込みを入れる位置は、少なくとも易剥離部の一部を含んでいればよく、基本的にはパターンに従って切断するのが通常である。ただし、正確にパターンに従い良好接着部と易剥離部の境で切断しようとすると誤差も生じることから、パターンより若干易剥離部側に切り込むことが生産性を上げる点で好ましい。また、剥離させるまでに勝手に剥離してしまうことを防ぐうえでは、該パターンより若干良好接着部に切り込む生産方式もありえる。更には、良好接着部の巾を狭く設定するようにすれば、剥離時に良好接着部に残存するポリイミドフィルムを減らすことができ、フィルムの利用効率が向上し、該積層体面積に対するデバイス面積が多くなり、生産性が向上する。更には、積層体の外周部の一部に易剥離部を設けるようにしておき、該外周部を切断位置として、実際には切り込みを入れずに剥がす方式も、本発明の極端な一形式となりえる。 When making a cut in the polyimide film of the easy-peeling portion of the laminate, the position where the cut is made only needs to include at least a part of the easy-peeling portion, and is basically cut according to a pattern. However, if an attempt is made to accurately cut according to the pattern at the boundary between the good adhesion portion and the easy peeling portion, an error also occurs. Therefore, it is preferable to cut slightly to the easy peeling portion side from the pattern in terms of increasing productivity. Moreover, in order to prevent peeling without permission before peeling, there may be a production system that cuts into the bonded portion slightly better than the pattern. Furthermore, if the width of the good adhesion portion is set narrow, the polyimide film remaining in the good adhesion portion at the time of peeling can be reduced, the use efficiency of the film is improved, and the device area with respect to the laminate area is large. Thus, productivity is improved. Furthermore, an easy peeling part is provided in a part of the outer peripheral part of the laminated body, and the method in which the outer peripheral part is used as a cutting position and actually peeled off without making a cut is also an extreme form of the present invention. Yeah.
ポリイミドフィルムを支持体から剥離する方法としては、特に制限されないが、ピンセットなどで端から捲る方法、デバイス付きのポリイミドフィルムの切り込み部分の1辺に粘着テープを貼着させた後にそのテープ部分から捲る方法、デバイス付きのポリイミドフィルムの切り込み部分の1辺を真空吸着した後にその部分から捲る方法等が採用できる。なお、剥離の際に、デバイス付きのポリイミドフィルムの切り込み部分に曲率が小さい曲がりが生じると、その部分のデバイスに応力が加わることになりデバイスを破壊するおそれがあるため、極力曲率の大きな状態で剥がすことが望ましい。例えば、曲率の大きなロールに巻き取りながら捲るか、あるいは曲率の大きなロールが剥離部分に位置するような構成の機械を使って捲ることが望ましい。 The method of peeling the polyimide film from the support is not particularly limited, but is a method of rolling from the end with tweezers, etc., and sticking an adhesive tape to one side of the cut portion of the polyimide film with a device, and then rolling from the tape portion. A method, a method in which one side of a cut portion of a polyimide film with a device is vacuum-adsorbed and then wound from that portion can be employed. In the case of peeling, if a bend with a small curvature occurs in the cut portion of the polyimide film with the device, stress may be applied to the device in that portion and the device may be destroyed. It is desirable to remove. For example, it is desirable to roll while winding on a roll having a large curvature, or to roll using a machine having a configuration in which the roll having a large curvature is located at the peeling portion.
なお、本発明のデバイス構造体(デバイス付きのポリイミドフィルム)は、最終製品とするまでに補強部材を固定しておくことができる。この場合、支持体から剥離した後に補強部材を固定してもよいが、補強部材を固定させた後にポリイミドフィルムに切り込みを入れて支持体から剥離するか、もしくはポリイミドフィルムに切り込みを入れた後に該切り込み部分に補強部材を固定させ、その後剥離することが好ましい。剥離する前に補強部材を固定させる場合には、ポリイミドフィルムおよび補強部材の弾性率や膜厚を考慮することにより、デバイス部分に極力応力が加わりにくい構成とすることが可能となる。例えば、本発明の積層体の易剥離部のみに補強部材として粘着剤付きPETフィルムを貼り付けておき、この粘着剤付きPETフィルムが貼りついた状態で易剥離部に切り込みを入れてデバイス付きのポリイミドフィルムを剥がすようにしてもよいし、本発明の積層体全体に補強部材として粘着剤付きPETフィルムを貼り付けておき、該積層体の易剥離部に切り込みを入れて粘着剤付きPETフィルムが貼りついた状態でデバイス付きのポリイミドフィルムを剥がすようにしてもよい。 In addition, the reinforcing member can be fixed before the device structure (polyimide film with a device) of the present invention is a final product. In this case, the reinforcing member may be fixed after being peeled off from the support, but after fixing the reinforcing member, the polyimide film is cut off and peeled off from the support, or the polyimide film is cut into It is preferable that the reinforcing member is fixed to the cut portion and then peeled off. In the case where the reinforcing member is fixed before peeling, it is possible to make the device part less susceptible to stress by considering the elastic modulus and film thickness of the polyimide film and the reinforcing member. For example, a PET film with an adhesive is attached as a reinforcing member only to the easily peelable portion of the laminate of the present invention, and a device with a device is formed by cutting the easy peelable portion with the adhesive PET film attached. The polyimide film may be peeled off, or a PET film with an adhesive is attached to the entire laminate of the present invention as a reinforcing member, and an easy-peeled portion of the laminate is cut to provide an PET film with an adhesive. You may make it peel a polyimide film with a device in the stuck state.
剥離する前に補強部材を固定させる場合には、補強部材としては、高分子フィルム、極薄ガラス、SUSなどが好ましく用いられる。高分子フィルムには、デバイスの軽量性が保たれる利点があり、さらに透明性、各種加工性、割れ難さも利点として挙げられる。極薄ガラスには、ガスバリア性、対薬品安定性、透明性が得られるという利点がある。SUSには、電気的にシールドできる点、割れ難さといった利点がある。なお、高分子フィルムとしては、既に高温を必要とするプロセスを通過した後であるため、耐熱性の制約は少なく、さまざまな高分子フィルムを選択しうる。これら補強部材の固定は、接着あるいは粘着により行うことができる。 When the reinforcing member is fixed before peeling, a polymer film, ultrathin glass, SUS, or the like is preferably used as the reinforcing member. The polymer film has an advantage that the lightness of the device is maintained, and further includes transparency, various workability, and difficulty in cracking. Ultra-thin glass has the advantages of providing gas barrier properties, chemical stability, and transparency. SUS has the advantage that it can be shielded electrically and is difficult to break. In addition, since it is after passing the process which already requires high temperature as a polymer film, there are few restrictions of heat resistance, and various polymer films can be selected. These reinforcing members can be fixed by adhesion or adhesion.
本発明において、基材であるポリイミドフィルム上にデバイスを形成する方法は、従来公知の方法に従い適宜行えばよい。また、デバイスの作製の前にポリイミドフィルムを貼り付けたガラスは洗浄を行ってもよく、デバイス作製の直前におけるウェット洗浄や、大気圧プラズマ処理、真空プラズマ処理、前出のUV/O3処理による洗浄などの従来公知の方法に従い適宜行えばよい。 In the present invention, a method for forming a device on a polyimide film as a substrate may be appropriately performed according to a conventionally known method. In addition, the glass with the polyimide film attached may be cleaned before the device is manufactured. By wet cleaning immediately before the device is manufactured, atmospheric pressure plasma treatment, vacuum plasma treatment, or the above UV / O 3 treatment. What is necessary is just to perform suitably according to conventionally well-known methods, such as washing | cleaning.
本発明におけるデバイスとしては、特に制限はなく、例えば、電子回路用配線のみ、電気抵抗のほか、コイル、コンデンサーといった受動デバイス、半導体素子などを含む能動デバイス、およびそれらを組み合わせてなる電子回路システムがある。半導体素子としては、太陽電池、薄膜トランジスター、MEMS素子、センサー、論理回路等が挙げられる。 The device in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include only electronic circuit wiring, electrical resistance, passive devices such as coils and capacitors, active devices including semiconductor elements, and electronic circuit systems that combine these devices. is there. Examples of the semiconductor element include a solar cell, a thin film transistor, a MEMS element, a sensor, and a logic circuit.
例えば、本発明の積層体を使用したフィルム状太陽電池は、本発明の積層体のポリイミドフィルムを基材とし、該基材上に半導体からなる光電変換層を含む積層体Xが形成されてなる。この積層体Xは、太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換層を必須の構成として有し、通常、得られた電気エネルギーを取出すための電極層などをさらに有するものである。 For example, in a film-like solar cell using the laminate of the present invention, a laminate X including a photoelectric conversion layer made of a semiconductor is formed on the base material of the polyimide film of the laminate of the present invention. . This laminated body X has a photoelectric conversion layer that converts sunlight energy into electric energy as an essential component, and usually further includes an electrode layer for taking out the obtained electric energy.
以下、フィルム状太陽電池を構成するよう形成される上記積層体Xの典型例として、光電変換層を一対の電極層で挟んでなる積層構造を説明する。しかし、光電変換層を何層か積み重ねた構成なども、PVDやCVDでの作製ならば、本発明の太陽電池といえる。勿論、積層体Xの積層構造は、以下に記載される態様に限定されず、従来技術の太陽電池が有する積層体の構成を適宜参照してよく、保護層や公知補助手段を付加してもよいものである。 Hereinafter, a laminated structure in which a photoelectric conversion layer is sandwiched between a pair of electrode layers will be described as a typical example of the laminate X formed to constitute a film-like solar cell. However, a structure in which several photoelectric conversion layers are stacked can be said to be a solar cell of the present invention if it is produced by PVD or CVD. Of course, the laminated structure of the laminated body X is not limited to the embodiment described below, and the structure of the laminated body of the solar cell of the prior art may be appropriately referred to, and a protective layer and known auxiliary means may be added. It ’s good.
上記一対の電極層における一方の電極層(以下、裏面電極層とも記載する)は、好ましくは、ポリイミドフィルム基材の一主面上に形成される。裏面電極層は従来公知の方法、例えばCVD(ケミカル・ベーパー・デポジション)法やスパッタ法によって導電性無機材料を積層することによって得られる。導電性無機材料としては、Al、Au、Ag、Cu、Ni、ステンレス鋼などの金属薄膜や、In2O3、SnO2、ZnO、Cd2SnO4、ITO(In2O3にSn2O3を添加したもの)などの酸化物半導体系の導電材料などが挙げられる。好ましくは、裏面電極層は金属薄膜であるのがよい。裏面電極層の厚さは特に限定はなく、通常、30〜1000nm程度である。また、一部の電極引き出しで、Agペーストといった真空を利用しない膜形成法を採用してもよい。 One electrode layer (hereinafter also referred to as a back electrode layer) of the pair of electrode layers is preferably formed on one main surface of the polyimide film substrate. The back electrode layer is obtained by laminating a conductive inorganic material by a conventionally known method, for example, a CVD (chemical vapor deposition) method or a sputtering method. Examples of the conductive inorganic material include metal thin films such as Al, Au, Ag, Cu, Ni, and stainless steel, In 2 O 3 , SnO 2 , ZnO, Cd 2 SnO 4 , ITO (In 2 O 3 and Sn 2 O Oxide semiconductor-based conductive materials such as those to which 3 is added). Preferably, the back electrode layer is a metal thin film. The thickness of the back electrode layer is not particularly limited, and is usually about 30 to 1000 nm. Alternatively, a film forming method that does not use a vacuum, such as Ag paste, may be employed for extracting some electrodes.
太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換層は、半導体からなる層であり、I族元素とIII族元素とVI族元素とからなる化合物半導体薄膜(カルコパイライト構造半導体薄膜)であるCuInSe2(CIS)膜、またはこれにGaを固溶したCu(In,Ga)Se2(CIGS)膜(以下、両者をまとめてCIS系膜ともいう)、シリコン系半導体からなる層である。シリコン系半導体には、薄膜シリコン層、無定形シリコン層、多結晶シリコン層などが挙げられる。光電変換層は、異なる半導体からなる複数の層を有する積層体であってもよい。また、色素を用いた光電変換層であってもよい。さらに導電性ポリマーやフラーレンなどの有機化合物よる有機薄膜半導体を用いるものでもよい。 The photoelectric conversion layer for converting the energy of sunlight into electric energy is a layer made of a semiconductor, and CuInSe 2 which is a compound semiconductor thin film (chalcopyrite structure semiconductor thin film) made of a group I element, a group III element, and a group VI element. A (CIS) film, or a Cu (In, Ga) Se 2 (CIGS) film (hereinafter, collectively referred to as a CIS film) in which Ga is dissolved, and a layer made of a silicon-based semiconductor. Examples of the silicon-based semiconductor include a thin film silicon layer, an amorphous silicon layer, and a polycrystalline silicon layer. The photoelectric conversion layer may be a laminate having a plurality of layers made of different semiconductors. Moreover, the photoelectric converting layer using a pigment | dye may be sufficient. Further, an organic thin film semiconductor made of an organic compound such as a conductive polymer or fullerene may be used.
薄膜シリコン層は、プラズマCVD法、熱CVD法、スパッタリング法、クラスタイオンビーム法、蒸着法などによって得られるシリコン層である。 The thin film silicon layer is a silicon layer obtained by a plasma CVD method, a thermal CVD method, a sputtering method, a cluster ion beam method, a vapor deposition method, or the like.
無定形シリコン層は、実質的に結晶性をもたないシリコンからなる層である。実質的に結晶性をもたないことは、X線を照射しても回折ピークを与えないことによって確かめることができる。無定形シリコン層を得る手段は公知であり、そのような手段には、例えば、プラズマCVD法や熱CVD法などが含まれる。 The amorphous silicon layer is a layer made of silicon having substantially no crystallinity. The lack of crystallinity can be confirmed by not giving a diffraction peak even when irradiated with X-rays. Means for obtaining an amorphous silicon layer are known, and examples of such means include a plasma CVD method and a thermal CVD method.
多結晶シリコン層は、シリコンからなる微小結晶の集合体からなる層である。上述の無定形シリコン層とは、X線の照射により回折ピークを与えることによって区別される。多結晶シリコン層を得る手段は公知であり、そのような手段には、無定形シリコンを熱処理する手段などが含まれる。 The polycrystalline silicon layer is a layer made of an aggregate of microcrystals made of silicon. The above amorphous silicon layer is distinguished by giving a diffraction peak by irradiation with X-rays. Means for obtaining a polycrystalline silicon layer are known, and such means include means for heat-treating amorphous silicon.
光電変換層は、シリコン系半導体層に限られず、例えば、厚膜半導体層であってもよい。厚膜半導体層とは、酸化チタン、酸化亜鉛、ヨウ化銅などのペーストから形成される半導体層である。 The photoelectric conversion layer is not limited to a silicon-based semiconductor layer, and may be, for example, a thick film semiconductor layer. The thick film semiconductor layer is a semiconductor layer formed from a paste such as titanium oxide, zinc oxide, or copper iodide.
半導体材料を光電変換層として構成する手段としては、公知の方法を適宜採用すればよい。例えば、200〜500℃の温度下で、SiH4にフォスフィン(PH3)を添加したガス中で高周波プラズマ放電を行うことにより約20nmのa−Si(n層)を形成し、続いてSiH4ガスのみで約500nmのa−Si(i層)を形成し、続いてSiH4にジボラン(B2H6)を添加して約10nmのp−Si(p層)を形成することができる。 As a means for configuring the semiconductor material as the photoelectric conversion layer, a known method may be adopted as appropriate. For example, an about 20 nm a-Si (n layer) is formed by performing high-frequency plasma discharge in a gas in which phosphine (PH 3 ) is added to SiH 4 at a temperature of 200 to 500 ° C., and subsequently SiH 4. An a-Si (i layer) of about 500 nm can be formed only with gas, and then diborane (B 2 H 6 ) can be added to SiH 4 to form a p-Si (p layer) of about 10 nm.
光電変換層を挟む一対の電極層のうち、ポリイミドフィルム基材とは反対側に設けられる電極層(以下、集電電極層ともいう)は、導電フィラーとバインダー樹脂を含む導電性ペーストを固めてなる電極層であってもよいし、透明電極層であってもよい。透明電極層としては、In2O3、SnO2、ZnO、Cd2SnO4、ITO(In2O3にSnを添加したもの)などの酸化物半導体系の材料を好ましく用いることができる。 Of the pair of electrode layers sandwiching the photoelectric conversion layer, an electrode layer (hereinafter also referred to as a current collecting electrode layer) provided on the side opposite to the polyimide film substrate is formed by consolidating a conductive paste containing a conductive filler and a binder resin. The electrode layer may be a transparent electrode layer. As the transparent electrode layer, an oxide semiconductor material such as In 2 O 3 , SnO 2 , ZnO, Cd 2 SnO 4 , ITO (In 2 O 3 added with Sn) can be preferably used.
かくして、本発明の好適な態様例である、透明電極/p型a−Si/i型a−Si/n型a−Si/金属電極/ポリイミドフィルムの順で積層されてなるフィルム状太陽電池が得られる。また、p層をa−Si、n層を多結晶シリコンとして、両者の間に薄いアンドープa−Si層を挿入した構造にしてもよい。特に、a−Si/多結晶シリコン系のハイブリッド型にすると、太陽光スペクトルに対する感度が改善される。太陽電池の作製においては、上記構成に加えて、反射防止層、表面保護層などを付加せしめてもよい。 Thus, a film-like solar cell in which transparent electrode / p-type a-Si / i-type a-Si / n-type a-Si / metal electrode / polyimide film are laminated in this order, which is a preferred embodiment of the present invention. can get. Alternatively, the p layer may be a-Si, the n layer may be polycrystalline silicon, and a thin undoped a-Si layer may be inserted between them. In particular, when an a-Si / polycrystalline silicon hybrid type is used, the sensitivity to the sunlight spectrum is improved. In manufacturing a solar cell, an antireflection layer, a surface protective layer, or the like may be added in addition to the above structure.
上記薄膜トランジスター(TFT)は、トランジスターを構成する半導体層および素子を構成する絶縁膜、電極、保護絶縁膜などが、薄膜を堆積させて作製されているものをいう。通常シリコンウエハのシリコンを半導体層として使用するものとは区別する。通常薄膜を真空蒸着などのPVD(物理的蒸着)、プラズマCVDなどのCVD(化学的蒸着)といった真空を利用する手法によって作製する。このため、シリコンウエハのように単結晶ではないものを含む。Siを使っても、微結晶シリコンTFT、高温ポリシリコンTFT、低温ポリシリコンTFT、そして酸化物半導体TFT、有機半導体TFTなどを含む。 The thin film transistor (TFT) refers to a semiconductor layer in which a transistor and an insulating film, an electrode, a protective insulating film, and the like that form an element are formed by depositing a thin film. It is usually distinguished from silicon wafers that use silicon as the semiconductor layer. Usually, a thin film is produced by a technique using a vacuum such as PVD (physical vapor deposition) such as vacuum vapor deposition or CVD (chemical vapor deposition) such as plasma CVD. For this reason, what is not a single crystal like a silicon wafer is included. Even if Si is used, microcrystalline silicon TFT, high-temperature polysilicon TFT, low-temperature polysilicon TFT, oxide semiconductor TFT, organic semiconductor TFT, and the like are included.
上記MEMS素子とは、MEMS技術を利用して作製した物を意味し、インクジェットプリンターヘッド、走査型プローブ顕微鏡用プローブ、LSIプローバー用コンタクタ、マスクレス露光用光空間変調器、光集積化素子、赤外線センサー、流量センサー、加速度センサー、MEMSジャイロセンサー、RF MEMS スイッチ、体内・体外血圧センサーそして、グレーティングライトバルブ、デジタルマイクロミラーデバイスなどを使ったビデオプロジェクターなどを含む。 The above-mentioned MEMS element means an object manufactured using MEMS technology, and includes an inkjet printer head, a probe for a scanning probe microscope, a contactor for an LSI prober, an optical spatial modulator for maskless exposure, an optical integrated element, an infrared ray This includes sensors, flow sensors, acceleration sensors, MEMS gyro sensors, RF MEMS switches, internal and external blood pressure sensors, and video projectors using grating light valves and digital micromirror devices.
上記センサーとしては、ストレインゲージ(ひずみゲージ)、ロードセル、半導体圧力センサー、光センサー、光電素子、フォトダイオード、磁気センサー、接触式温度センサー、サーミスタ温度センサー、抵抗測温体温度センサー、熱電対温度センサー、非接触式温度センサー、放射温度計、マイクロフォン、イオン濃度センサー、ガス濃度センサー、変位センサー、ポテンショメータ、差動トランス変位センサー、回転角センサー、リニアエンコーダ、タコジェネレータ、ロータリエンコーダ、光位置センサー(PSD)、超音波距離計、静電容量変位計、レーザードップラー振動速度計、レーザードップラー流速計、ジャイロセンサー、加速度センサー、地震センサー、一次元画像・リニアイメージセンサー、二次元画像・CCDイメージセンサー、CMOSイメージセンサー、液・漏液センサー(リークセンサー)、液検知センサー(レベルセンサー)、硬度センサー、電場センサー、電流センサー、電圧センサー、電力センサー、赤外線センサー、放射線センサー、湿度センサー、においセンサー、流量センサー、傾斜センサー、振動センサー、時間センサー、およびこれらのセンサーを複合した複合センサーや、これらのセンサーで検出した値から何らかの計算式に基づき別の物理量や感性値などを出力するセンサーなどを含む。 The above sensors include strain gauges, load cells, semiconductor pressure sensors, optical sensors, photoelectric elements, photodiodes, magnetic sensors, contact temperature sensors, thermistor temperature sensors, resistance thermometer temperature sensors, and thermocouple temperature sensors. Non-contact temperature sensor, radiation thermometer, microphone, ion concentration sensor, gas concentration sensor, displacement sensor, potentiometer, differential transformer displacement sensor, rotation angle sensor, linear encoder, tachometer generator, rotary encoder, optical position sensor (PSD) ), Ultrasonic distance meter, capacitance displacement meter, laser Doppler vibrometer, laser Doppler velocimeter, gyro sensor, acceleration sensor, earthquake sensor, one-dimensional image / linear image sensor, two-dimensional image / CCD image Sensor, CMOS image sensor, liquid / leak sensor (leak sensor), liquid sensor (level sensor), hardness sensor, electric field sensor, current sensor, voltage sensor, power sensor, infrared sensor, radiation sensor, humidity sensor, odor sensor , Flow sensor, tilt sensor, vibration sensor, time sensor, composite sensor that combines these sensors, sensors that output other physical quantities or sensitivity values based on some calculation formula from the values detected by these sensors, etc. Including.
上記論理回路としては、NAND、ORを基本とした論理回路および、クロックにより、同期が取られたものも含む。 The logic circuit includes a logic circuit based on NAND and OR and a circuit synchronized by a clock.
以上に詳述した本発明の積層体の製造方法および本発明のデバイス構造体の製造方法について、各々の一実施態様の例を図面を用いて説明すると、図1〜図3に示す通りである。 About the manufacturing method of the laminated body of this invention explained in full detail above, and the manufacturing method of the device structure of this invention, when each example of one embodiment is demonstrated using drawing, it is as showing in FIGS. 1-3. .
図1は、本発明の積層体の製造方法の一実施態様を示す模式図であり、(1)はガラス基板1を示し、(2)はガラス基板1上にカップリング剤を塗布乾燥してカップリング処理層2を形成した段階を示し、(3)はUV光遮断マスク3をポリイミドフィルム4上に設置した後にUV光を照射した段階を示し、(4)はUV光を照射後に、UV光遮断マスク3を除去した段階を示している。ここでポリイミドフィルム4のうちUV露光部はUV照射部5となり、残りの部分はUV未照射部6となっている。(5)はポリイミドフィルム4をカップリング処理層2上に貼り付けした段階を示し、(6)はUV照射部5上のポリイミドフィルム4に切り込みを入れ、ポリイミドフィルムの一部分7をガラス基板1から剥離した段階を示す。 FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a method for producing a laminate according to the present invention, in which (1) shows a glass substrate 1 and (2) shows that a coupling agent is applied on the glass substrate 1 and dried. The step of forming the coupling treatment layer 2 is shown. (3) shows the step of irradiating the UV light after the UV light blocking mask 3 is placed on the polyimide film 4, and (4) shows the step of irradiating the UV light. The stage where the light blocking mask 3 is removed is shown. Here, in the polyimide film 4, the UV exposure part is the UV irradiation part 5, and the remaining part is the UV non-irradiation part 6. (5) shows a stage where the polyimide film 4 is pasted on the coupling treatment layer 2, and (6) shows a cut in the polyimide film 4 on the UV irradiation unit 5, and a part 7 of the polyimide film is removed from the glass substrate 1. The stage which peeled is shown.
図2は、本発明のデバイス構造体の製造方法の一実施態様を示す模式図であり、(1)〜(5)は図1と同様である。(6)はポリイミドフィルム4上のUVを照射した面と反対側の面にガスバリア層8を積層した段階を示し、(7)はUV照射部上のガスバリア層8表面へデバイス9を作製した段階を示し、(8)はUV照射部5上のポリイミドフィルム4に切り込みを入れ、ポリイミドフィルムの一部分7’をガラス基板1から剥離した段階を示す。 FIG. 2 is a schematic view showing one embodiment of the method for producing a device structure of the present invention, and (1) to (5) are the same as FIG. (6) shows a stage in which the gas barrier layer 8 is laminated on the surface opposite to the surface irradiated with UV on the polyimide film 4, and (7) shows a stage in which the device 9 is fabricated on the surface of the gas barrier layer 8 on the UV irradiation section. (8) shows a stage where the polyimide film 4 on the UV irradiation unit 5 is cut and a part 7 ′ of the polyimide film is peeled off from the glass substrate 1.
図3は、本発明のデバイス構造体の製造方法の他の一実施態様を示す模式図であり、(1)〜(4)は図1と同様である。(5)はUV光遮断マスク3’をカップリング処理層2上に設置した後にUV光を照射した段階を示し、(6)はUV光を照射後に、UV光遮断マスク3’を除去した段階を示している。ここでカップリング処理層2のうちUV露光部はUV照射部5’となり、残りの部分はUV未照射部6’となっている。(7)はポリイミドフィルム4をカップリング処理層2上に貼り付けした段階を示し、(8)はポリイミドフィルム4上のUVを照射した面と反対側の面にガスバリア層8を積層した段階を示し、(9)はUV照射部上のガスバリア層8表面へデバイス9を作製した段階を示し、(10)はUV照射部5上のポリイミドフィルム4に切り込みを入れ、ポリイミドフィルムの一部分7’’をガラス基板1から剥離した段階を示す。 FIG. 3 is a schematic view showing another embodiment of the device structure manufacturing method of the present invention, and (1) to (4) are the same as FIG. (5) shows a stage in which the UV light blocking mask 3 ′ is placed on the coupling treatment layer 2 and then irradiated with UV light, and (6) shows a stage in which the UV light blocking mask 3 ′ is removed after the UV light irradiation. Is shown. Here, in the coupling processing layer 2, the UV exposure part is the UV irradiation part 5 ', and the remaining part is the UV non-irradiation part 6'. (7) shows the stage where the polyimide film 4 is affixed on the coupling treatment layer 2, and (8) shows the stage where the gas barrier layer 8 is laminated on the surface opposite to the UV-irradiated surface on the polyimide film 4. (9) shows a stage in which the device 9 is produced on the surface of the gas barrier layer 8 on the UV irradiation part, and (10) shows a notch in the polyimide film 4 on the UV irradiation part 5 and a part 7 ″ of the polyimide film. The stage which peeled from the glass substrate 1 is shown.
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記実施例によって限定されるものではなく、前・後記の趣旨に適合しうる範囲で適宜変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and may be appropriately modified and implemented within a range that can meet the purpose described above and below. All of which are within the scope of the present invention.
以下の実施例における物性の評価方法は下記の通りである。 The physical property evaluation methods in the following examples are as follows.
<ポリイミドフィルムの厚さ>
ポリイミドフィルムの厚さは、マイクロメーター(ファインリューフ社製「ミリトロン1245D」)を用いて測定した。
<Thickness of polyimide film>
The thickness of the polyimide film was measured using a micrometer (“Millitron 1245D” manufactured by FineLuf).
<ポリイミドフィルムの引張弾性率、引張強度および引張破断伸度>
測定対象とするポリイミドフィルムから、流れ方向(MD方向)及び幅方向(TD方向)がそれぞれ100mm×10mmである短冊状の試験片を切り出し、引張試験機(島津製作所社製「オートグラフ(登録商標);機種名AG−5000A」)を用い、引張速度50mm/分、チャック間距離40mmの条件で、MD方向、TD方向それぞれについて、引張弾性率、引張強度および引張破断伸度を測定した。
<Tension modulus, tensile strength and tensile elongation at break of polyimide film>
From the polyimide film to be measured, strip-shaped test pieces each having a flow direction (MD direction) and a width direction (TD direction) of 100 mm × 10 mm were cut out, and a tensile tester (“Autograph (registered trademark)” manufactured by Shimadzu Corporation) was cut out. ); Model name AG-5000A "), and the tensile modulus, tensile strength, and tensile elongation at break were measured in each of the MD and TD directions under the conditions of a tensile speed of 50 mm / min and a distance between chucks of 40 mm.
<剥離強度>
剥離強度(180度剥離強度)は、JIS C6471に記載の180度剥離法に従い、下記条件で測定した。なお、この測定に供するサンプルには、□100mmの支持体(ガラス)に対してポリイミドフィルムのサイズを110mm×200mmに設計することにより片側にポリイミドフィルムの未接着部分を設け、この部分を“つかみしろ”とした。
装置名 ; 島津製作所社製「オートグラフAG−IS」
測定温度 ; 室温
剥離速度 ; 50mm/分
雰囲気 ; 大気
測定サンプル幅 ; 1cm
<Peel strength>
The peel strength (180 degree peel strength) was measured under the following conditions according to the 180 degree peel method described in JIS C6471. In addition, in the sample used for this measurement, a non-adhesive portion of the polyimide film is provided on one side by designing the size of the polyimide film to 110 mm × 200 mm with respect to a □ 100 mm support (glass). "Shiro".
Device name: “Autograph AG-IS” manufactured by Shimadzu Corporation
Measurement temperature: Room temperature Peeling speed: 50 mm / min Atmosphere: Air Measurement sample width: 1 cm
(1)UV未照射部の剥離強度
UV未照射部の剥離強度の測定には、UV照射を行わないこと以外は各実施例・比較例と同様にして別途作製した積層体を用いた。
(2)UV照射部の剥離強度
UV照射部の剥離強度の測定は、UV照射を行った積層体のUV照射部について行った。
(3)耐熱剥離強度
耐熱剥離強度の測定は、UV処理を行った積層体を窒素雰囲気としたマッフル炉に入れ、これを昇温速度10℃/分で400℃まで加熱し、そのまま400℃で1時間保持した後、マッフル炉の扉を開放して大気中で放冷することにより得たサンプルを用いて行った。
(4)PCT(飽和加圧蒸気試験)後剥離強度
飽和水蒸気、2気圧、121℃の環境で96時間置いた積層体を大気中に取り出し、室温、大気圧の環境で剥離強度の測定を行い、PCT後剥離強度とした。
(5)IPA(イソプロピルアルコール)後剥離強度
IPA後剥離強度の測定は、イソプロピルアルコール中に室温(23℃)にて30分間浸漬し、3回水洗した後に風乾することにより得たサンプルを用いて行った。
(6)耐酸性剥離強度
耐酸性剥離強度の測定は、積層体(UV照射を行った積層体)を18質量%の塩酸溶液中に室温(23℃)にて30分間浸漬し、3回水洗した後に風乾することにより得たサンプルを用いて行った。
(7)耐アルカリ性剥離強度
耐アルカリ性剥離強度の測定は、積層体(UV照射を行った積層体)を2.38質量%の水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液(室温(23℃))中に30分間浸漬し、3回水洗した後に風乾することにより得たサンプルを用いて行った。
(1) Peel strength of UV non-irradiated part For measuring the peel strength of the UV non-irradiated part, a laminate produced separately in the same manner as in each of the examples and comparative examples was used except that UV irradiation was not performed.
(2) Peeling strength of UV irradiated part The peeling strength of the UV irradiated part was measured on the UV irradiated part of the laminate subjected to UV irradiation.
(3) Heat-resistant peel strength The heat-resistant peel strength was measured by placing the laminate subjected to UV treatment in a muffle furnace in a nitrogen atmosphere, heating it to 400 ° C. at a rate of temperature increase of 10 ° C./min, and directly at 400 ° C. After holding for 1 hour, the sample obtained by opening the door of the muffle furnace and allowing to cool in the atmosphere was used.
(4) Peel strength after PCT (saturated pressurized steam test) The laminate after 96 hours in an environment of saturated steam, 2 atm and 121 ° C is taken out into the atmosphere, and the peel strength is measured in an environment of room temperature and atmospheric pressure. The peel strength after PCT was used.
(5) Post-IPA (Isopropyl Alcohol) Peeling Strength Measurement of post-IPA peeling strength was performed using a sample obtained by immersing in isopropyl alcohol at room temperature (23 ° C.) for 30 minutes, washing with water three times, and air-drying. went.
(6) Acid peel strength The acid peel strength was measured by immersing the laminate (laminated with UV irradiation) in an 18% by mass hydrochloric acid solution at room temperature (23 ° C) for 30 minutes and washing with water three times. And then using a sample obtained by air drying.
(7) Alkali Resistance Peel Strength Measurement of alkali resistance peel strength was performed by using a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution (room temperature (23 ° C.)) for the laminate (laminated body subjected to UV irradiation). For 30 minutes, washed with water three times and then air-dried.
<滑材粒子径>
各製造例で用いた滑材(シリカ)の粒子径は、溶媒(ジメチルアセトアミド)に分散させた分散体の状態で、堀場製作所社製のレーザー散乱式粒度分布計「LB−500」を用いて粒子径分布を求め、体積平均粒子径を算出した。
<Lubricant particle size>
The particle size of the lubricant (silica) used in each production example is in a state of dispersion in a solvent (dimethylacetamide), using a laser scattering particle size distribution analyzer “LB-500” manufactured by Horiba Ltd. The particle size distribution was determined, and the volume average particle size was calculated.
<ポリイミドフィルムの線膨張係数(CTE)>
測定対象とするポリイミドフィルムの流れ方向(MD方向)および幅方向(TD方向)について、下記条件にて伸縮率を測定し、15℃の間隔(30℃〜45℃、45℃〜60℃、…)での伸縮率/温度を測定し、この測定を300℃まで行って、MD方向およびTD方向で測定した全測定値の平均値を線膨張係数(CTE)として算出した。
機器名 ; MACサイエンス社製「TMA4000S」
試料長さ ; 20mm
試料幅 ; 2mm
昇温開始温度 ; 30℃
昇温終了温度 ; 300℃
昇温速度 ; 5℃/分
雰囲気 ; アルゴン
初荷重 ; 34.5g/mm2
<Linear expansion coefficient (CTE) of polyimide film>
About the flow direction (MD direction) and the width direction (TD direction) of the polyimide film to be measured, the expansion / contraction rate is measured under the following conditions, and intervals of 15 ° C. (30 ° C. to 45 ° C., 45 ° C. to 60 ° C., ... ) Was measured up to 300 ° C., and the average value of all measured values measured in the MD and TD directions was calculated as the coefficient of linear expansion (CTE).
Device name: “TMA4000S” manufactured by MAC Science
Sample length; 20mm
Sample width: 2 mm
Temperature rising start temperature: 30 ° C
Temperature rise end temperature; 300 ° C
Temperature increase rate: 5 ° C./min Atmosphere: Argon initial load: 34.5 g / mm 2
<ポリイミドフィルム表面のRa値>
ポリイミドフィルム表面のRa値(表面形態)の計測は、表面物性評価機能付走査型プローブ顕微鏡(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製「SPA300/nanonavi」)を用いて行った。計測はDFMモードで行い、カンチレバーはエスアイアイ・ナノテクノロジー社製「DF3」又は「DF20」を使用し、スキャナーはエスアイアイ・ナノテクノロジー社製「FS−20A」を使用し、走査範囲は10μm四方とし、測定分解能は512×512ピクセルとした。計測像について装置付属のソフトウエアで二次傾き補正を行った後、測定に伴うノイズが含まれる場合には適宜その他の平坦化処理(例えばフラット処理)を使用し、装置付属のソフトウエアでRa値を算出した。任意の3箇所について計測を行ってRa値を求め、それらの平均値を採用した。
<Ra value of polyimide film surface>
The Ra value (surface morphology) on the surface of the polyimide film was measured using a scanning probe microscope with a surface physical property evaluation function (“SPA300 / nanonavi” manufactured by SII Nanotechnology). The measurement is performed in DFM mode, the cantilever is “DF3” or “DF20” manufactured by SII Nanotechnology, the scanner is “FS-20A” manufactured by SII Nanotechnology, and the scanning range is 10 μm square. And the measurement resolution was 512 × 512 pixels. After correcting the quadratic tilt with the software attached to the device for the measurement image, if noise accompanying the measurement is included, other flattening processing (for example, flat processing) is used as appropriate, and Ra with the software attached to the device is used. The value was calculated. Measurement was performed at arbitrary three locations to determine the Ra value, and an average value thereof was adopted.
<ポリイミドフィルム表面のクレーター数およびクレーター直径>
以下のAFM法により測定した。すなわち、ポリイミドフィルム表面のクレーター数の計測は、表面物性評価機能付走査型プローブ顕微鏡(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製「SPA300/nanonavi」)を用いて行った。計測はDFMモードで行い、カンチレバーはエスアイアイ・ナノテクノロジー社製「DF3」又は「DF20」を使用し、スキャナーはエスアイアイ・ナノテクノロジー社製「FS−20A」を使用し、走査範囲は10μm四方とし、測定分解能は1024×512ピクセルとした。計測像について装置付属のソフトウエアで二次傾き補正を行った後、クレーター部を観測した。図8に示すように、クレーターは平坦部から盛り上がった凸状部の中心が窪んだ形状をしている。よって、盛り上がりの最大高さの位置における断面の直径(最大高さ間の距離)をクレーター直径とした(図8において、(1)は、ポリイミドフィルムの凹凸の高さを色の濃淡で表した図(白が高い位置、黒が低い位置)であり、(2)は、(1)の白線部のポリイミドフィルムの凹凸の断面表示例であり、(3)はクレーター直径を示す)。そして任意の3個のクレーター部について計測を行ってクレーター直径を求め、それらの平均値を採用した。
<Number of craters and crater diameter on polyimide film surface>
Measurement was performed by the following AFM method. That is, the number of craters on the surface of the polyimide film was measured using a scanning probe microscope with a surface property evaluation function (“SPA300 / nonavivi” manufactured by SII Nanotechnology). The measurement is performed in DFM mode, the cantilever is “DF3” or “DF20” manufactured by SII Nanotechnology, the scanner is “FS-20A” manufactured by SII Nanotechnology, and the scanning range is 10 μm square. And the measurement resolution was 1024 × 512 pixels. After the quadratic tilt correction was performed on the measurement image using the software attached to the apparatus, the crater portion was observed. As shown in FIG. 8, the crater has a shape in which the center of the convex part rising from the flat part is depressed. Therefore, the diameter of the cross section (the distance between the maximum heights) at the position of the maximum height of the swell was defined as the crater diameter ((1) in FIG. 8 represents the height of the unevenness of the polyimide film in shades of color. It is a figure (a position where white is high, a position where black is low), (2) is a cross-sectional display example of the unevenness of the polyimide film in the white line part of (1), and (3) shows the crater diameter). And it measured about arbitrary three crater parts, the crater diameter was calculated | required, and those average values were employ | adopted.
クレーター数は、得られた10μm四方の計測像(AFM像)を画像処理ソフト「ImageJ」にて粒子解析することにより測定した。なお「ImageJ」はアメリカ国立衛生研究所(NIH)で開発されたオープンソースでパブリックドメインの画像処理ソフトウェアである。詳しくは、まず、ある閾値によってそれより位置の高い部分と低い部分の2つに分別する2値化操作を行った(図9の(2)、(3)参照)。このとき閾値としては、AFM像の高さ方向の情報について分布の最大点を基準に、そこから使用した滑材の粒径の12%高い位置(滑材直径が80nmの場合10nm高い位置)を閾値とした。この2値化により白黒のみの画像(図9の(3)参照)を得、この中の円環形状の部分の数を画像処理によって求めた。すなわち、円環形状の認識は、取り囲まれた円環内を塗りつぶす操作を行い、円環内を塗りつぶした画像(図9の(4)参照)と塗りつぶさない画像を反転したもの(図9の(5)参照)との画像論理積(図9の(6)参照)を求めることで、円環内のみが抽出できる(図9において、(1)は、ポリイミドフィルムの凹凸の高さを色の濃淡で表した図(白が高い位置、黒が低い位置)であり、(2)は、(1)の白線部のポリイミドフィルムの凹凸の断面表示例(直線は閾値)であり、(3)は閾値にて2値化した例であり、(4)は、円環部を塗りつぶした例であり、(5)は、(3)を反転した例であり、(6)は、(4)と(5)の論理積である)。この操作で得た画像論理積の画像から直径が10〜500nmのクレーターを数えてクレーター数を算出した。そして任意の3箇所について計測を行ってクレーター数を求め、それらの平均値を採用した。 The number of craters was measured by analyzing the obtained 10 μm square measurement image (AFM image) with image processing software “ImageJ”. “ImageJ” is an open source public domain image processing software developed by the National Institutes of Health (NIH). Specifically, first, a binarization operation is performed in which a part is classified into a part having a higher position and a part having a lower position according to a certain threshold (see (2) and (3) in FIG. 9). At this time, as a threshold value, a position that is 12% higher than the particle size of the lubricant used from the maximum point of the distribution with respect to the information in the height direction of the AFM image (a position that is 10 nm higher when the diameter of the lubricant is 80 nm). A threshold was used. By this binarization, an image of only black and white (see (3) in FIG. 9) was obtained, and the number of ring-shaped portions therein was obtained by image processing. In other words, the recognition of the annular shape is performed by performing an operation of filling the enclosed circle, and reversing the image filled in the circle (see (4) of FIG. 9) and the image not filled ((( 5) and the image logical product (see (6) of FIG. 9) can be extracted, so that only the inside of the ring can be extracted ((1) in FIG. It is the figure (the position where white is high, the position where black is low) represented by shading, (2) is a cross-sectional display example (straight line is a threshold value) of the unevenness of the polyimide film of the white line part of (1), (3) Is an example of binarization with a threshold value, (4) is an example in which the annular portion is filled, (5) is an example in which (3) is inverted, and (6) is (4) And (5)). The number of craters was calculated by counting craters with a diameter of 10 to 500 nm from the image logical product image obtained by this operation. And it measured about arbitrary three places, calculated | required the number of craters, and employ | adopted those average values.
<カップリング処理層の厚さ>
カップリング処理層(SC層)の厚さ(nm)は、別途、洗浄したSiウエハ上に各実施例、比較例と同様の方法でカップリング剤を塗布乾燥させて得たサンプルを作製し、このSiウエハ上に形成したカップリング処理層の膜厚について、エリプソメトリー法にて、分光エリプソメータ(Photal社製「FE−5000」)を用いて下記の条件で測定した。
反射角度範囲 ; 45°から80°
波長範囲 ; 250nmから800nm
波長分解能 ; 1.25nm
スポット径 ; 1mm
tanΨ ; 測定精度±0.01
cosΔ ; 測定精度±0.01
測定 ; 方式回転検光子法
偏向子角度 ; 45°
入射角度 ; 70°固定
検光子 ; 11.25°刻みで0〜360°
波長 ; 250nm〜800nm
非線形最小2乗法によるフィッティングで膜厚を算出した。このとき、モデルとしては、Air/薄膜/Siのモデルで、
n=C3/λ4+C2/λ2+C1
k=C6/λ4+C5/λ2+C4
の式で波長依存C1〜C6を求めた。
<Thickness of coupling layer>
The thickness (nm) of the coupling treatment layer (SC layer) was prepared by separately preparing a sample obtained by applying and drying a coupling agent on a cleaned Si wafer in the same manner as in each example and comparative example, About the film thickness of the coupling process layer formed on this Si wafer, it measured by the ellipsometry method on condition of the following using the spectroscopic ellipsometer ("FE-5000" by Photo company).
Reflection angle range: 45 ° to 80 °
Wavelength range: 250 nm to 800 nm
Wavelength resolution: 1.25 nm
Spot diameter: 1mm
tan Ψ; Measurement accuracy ± 0.01
cosΔ; Measurement accuracy ± 0.01
Measurement: Method Rotating analyzer method Deflector angle: 45 °
Incident angle: 70 ° fixed Analyzer: 0-360 ° in 11.25 ° increments
Wavelength: 250 nm to 800 nm
The film thickness was calculated by fitting by a non-linear least square method. At this time, the model is Air / thin film / Si,
n = C3 / λ4 + C2 / λ2 + C1
k = C6 / λ4 + C5 / λ2 + C4
The wavelength dependence C1 to C6 was determined by the following formula.
<ポリイミドフィルムの評価:滑り性>
ポリイミドフィルム2枚を、異なる面同士で重ね合わせ(すなわち、同じ面同士ではなく、フィルムロールとして巻いた場合の巻き外面と巻き内面とを重ね合わせ)、重ねたポリイミドフィルムを親指と人差し指で挟み、軽く摺り合わせたときに、ポリイミドフィルムとポリイミドフィルムが滑る場合を「○」、滑らない場合を「×」と評価した。なお、巻き外面同士あるいは巻き内面同士では滑らない場合もあるが、これは評価項目とはしない。
<Evaluation of polyimide film: slipperiness>
Two polyimide films are overlapped on different surfaces (that is, not on the same surface but on the wound outer surface and the wound inner surface when wound as a film roll), and the overlapped polyimide film is sandwiched between the thumb and forefinger, When lightly rubbed, the case where the polyimide film and the polyimide film slip was evaluated as “◯”, and the case where it did not slip was evaluated as “x”. In addition, although it may not slip on winding outer surfaces or between winding inner surfaces, this is not made into an evaluation item.
<ポリイミドフィルムの評価:ロール巻取り性>
長尺状のポリイミドフィルムを巻取りロ−ル(心棒の外径:15cm)に2m/分の速度で巻取る際に、皺が生じず円滑に巻取りが可能である場合を「○」、部分的に皺が発生する場合を「△」、皺が発生する場合やロ−ルに巻きついて円滑に巻取りができない場合を「×」と評価した。
<Evaluation of polyimide film: roll winding property>
When a long polyimide film is wound on a winding roll (outer diameter of the mandrel: 15 cm) at a speed of 2 m / min, “皺” indicates that wrinkles do not occur and smooth winding is possible. A case where wrinkles occurred partially was evaluated as “Δ”, and a case where wrinkles occurred or a case where winding was not possible due to winding around a roll was evaluated as “x”.
<ガラス転移温度>
DSC示差熱分析装置を用いて、室温から500℃までの範囲での構造変化に起因する吸放熱の有無からポリイミドフィルムのガラス転移温度を求めた。いずれのポリイミドフィルムにおいてもガラス転移温度は観察されなかった。
<Glass transition temperature>
Using a DSC differential thermal analyzer, the glass transition temperature of the polyimide film was determined from the presence or absence of heat absorption / dissipation due to structural changes in the range from room temperature to 500 ° C. No glass transition temperature was observed in any of the polyimide films.
<積層体における浮き密度>
200×200mmのサンプルを作製し、100×100mmの4領域について浮きの個数を数えた。具体的には、ガラス面側から見たガラス−ポリイミドフィルムの間の浮きのうちで長径1mm以上の浮きの個数を4領域で各々数えた。そして、その4領域の浮きの個数を平均して(200×200mmのサンプルにおける浮きの総数を4で割って)、積層体における浮き密度とした。
<Floating density in laminate>
Samples of 200 × 200 mm were prepared, and the number of floats was counted for four regions of 100 × 100 mm. Specifically, the number of floats having a major axis of 1 mm or more among the floats between the glass and the polyimide film viewed from the glass surface side was counted in 4 regions. Then, the number of floats in the four regions was averaged (the total number of floats in the 200 × 200 mm sample was divided by 4) to obtain the float density in the laminate.
(ポリアミド酸溶液A1の調製)
窒素導入管、温度計、攪拌棒を備えた反応容器内を窒素置換した後、5−アミノ−2−(p−アミノフェニル)ベンゾオキサゾール(DAMBO)223質量部と、N,N−ジメチルアセトアミド4416質量部とを加えて完全に溶解させ、次いで、ピロメリット酸無水物(PMDA)217質量部とともに、滑材として体積平均粒子径80nmのコロイダルシリカをN,N−ジメチルアセトアミドに分散してなる分散体(日産化学工業社製「スノーテックス(登録商標)DMAC−ST30」)とをシリカの添加量がポリアミド酸溶液中のポリマー固形分総量に対して0.1質量%になるように加え、25℃の反応温度で24時間攪拌して、還元粘度を有する褐色で粘調なポリアミド酸溶液A1を得た。
(Preparation of polyamic acid solution A1)
After the inside of the reaction vessel equipped with a nitrogen introduction tube, a thermometer, and a stirring rod was purged with nitrogen, 223 parts by mass of 5-amino-2- (p-aminophenyl) benzoxazole (DAMBO), N, N-dimethylacetamide 4416 Dispersion formed by adding colloidal silica having a volume average particle diameter of 80 nm as a lubricant to N, N-dimethylacetamide together with 217 parts by mass of pyromellitic anhydride (PMDA). The body (“Snowtex (registered trademark) DMAC-ST30” manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was added so that the amount of silica added was 0.1% by mass relative to the total amount of polymer solids in the polyamic acid solution, and 25 The mixture was stirred for 24 hours at a reaction temperature of 0 ° C. to obtain a brown and viscous polyamic acid solution A1 having a reduced viscosity.
(ポリアミド酸溶液A2の調製)
窒素導入管、温度計、攪拌棒を備えた反応容器内を窒素置換した後、5−アミノ−2−(p−アミノフェニル)ベンゾオキサゾール(DAMBO)223質量部と、N,N−ジメチルアセトアミド4416質量部とを加えて完全に溶解させ、次いで、ピロメリット酸無水物(PMDA)217質量部を加え、25℃の反応温度で24時間攪拌して、還元粘度を有する褐色で粘調なポリアミド酸溶液A2を得た。
(Preparation of polyamic acid solution A2)
After the inside of the reaction vessel equipped with a nitrogen introduction tube, a thermometer, and a stirring rod was purged with nitrogen, 223 parts by mass of 5-amino-2- (p-aminophenyl) benzoxazole (DAMBO), N, N-dimethylacetamide 4416 Next, 217 parts by mass of pyromellitic anhydride (PMDA) is added and stirred at a reaction temperature of 25 ° C. for 24 hours to give a brown and viscous polyamic acid having a reduced viscosity. Solution A2 was obtained.
(ポリアミド酸溶液B1の調製)
窒素導入管、温度計、攪拌棒を備えた反応容器内を窒素置換した後、ピロメリット酸無水物545質量部、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル500質量部を8000質量部のN,N−ジメチルアセトアミドに溶解させ、次いで、滑材として体積平均粒子径80nmのコロイダルシリカをN,N−ジメチルアセトアミドに分散してなる分散体(日産化学工業社製「スノーテックス(登録商標)DMAC−ST30」)とをシリカの添加量がポリアミド酸溶液中のポリマー固形分総量に対し0.15質量%になるように加え、温度を20℃以下に保ちながら24時間攪拌して、ポリアミド酸溶液B1を得た。
(Preparation of polyamic acid solution B1)
After the inside of the reaction vessel equipped with a nitrogen introduction tube, a thermometer, and a stirring rod was replaced with nitrogen, 545 parts by mass of pyromellitic anhydride and 500 parts by mass of 4,4′-diaminodiphenyl ether were added to 8000 parts by mass of N, N-dimethyl. Dispersed in N, N-dimethylacetamide (“Snowtex (registered trademark) DMAC-ST30” manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) dissolved in acetamide and then dispersed as colloidal silica having a volume average particle size of 80 nm as a lubricant in N, N-dimethylacetamide Was added so that the addition amount of silica was 0.15% by mass with respect to the total amount of polymer solids in the polyamic acid solution, and the mixture was stirred for 24 hours while maintaining the temperature at 20 ° C. or lower to obtain a polyamic acid solution B1. .
(ポリアミド酸溶液B2の調製)
窒素導入管、温度計、攪拌棒を備えた反応容器内を窒素置換した後、ピロメリット酸無水物545質量部、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル500質量部を8000質量部のN,N−ジメチルアセトアミドに溶解させ、温度を20℃以下に保ちながら24時間攪拌して、ポリアミド酸溶液B2を得た。
(Preparation of polyamic acid solution B2)
After the inside of the reaction vessel equipped with a nitrogen introduction tube, a thermometer, and a stirring rod was replaced with nitrogen, 545 parts by mass of pyromellitic anhydride and 500 parts by mass of 4,4′-diaminodiphenyl ether were added to 8000 parts by mass of N, N-dimethyl. It was dissolved in acetamide and stirred for 24 hours while maintaining the temperature at 20 ° C. or lower to obtain a polyamic acid solution B2.
(ポリアミド酸溶液C1の調製)
窒素導入管、温度計、攪拌棒を備えた反応容器内を窒素置換した後、3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸無水物398質量部、パラフェニレンジアミン147質量部を4600質量部のN、N−ジメチルアセトアミドに溶解させ、次いで、滑材として体積平均粒子径80nmのコロイダルシリカをN,N−ジメチルアセトアミドに分散してなる分散体(日産化学工業社製「スノーテックス(登録商標)DMAC−ST30」)とをシリカの添加量がポリアミド酸溶液中のポリマー固形分総量に対し0.12質量%になるように加え、25℃の反応温度で24時間攪拌して、還元粘度を有する褐色で粘調なポリアミド酸溶液C1を得た。
(Preparation of polyamic acid solution C1)
After the inside of the reaction vessel equipped with a nitrogen introduction tube, a thermometer, and a stirring rod was purged with nitrogen, 398 parts by mass of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic anhydride and 147 parts by mass of paraphenylenediamine were 4600 parts by mass. Part of N, N-dimethylacetamide dissolved in N, N-dimethylacetamide and then dispersed in N, N-dimethylacetamide as colloidal silica with a volume average particle diameter of 80 nm (Snowtex (registered by Nissan Chemical Industries) Trademark) DMAC-ST30 ”) was added so that the amount of silica added was 0.12% by mass with respect to the total amount of polymer solids in the polyamic acid solution, and the mixture was stirred at a reaction temperature of 25 ° C. for 24 hours. A brown and viscous polyamic acid solution C1 having a water content was obtained.
(ポリアミド酸溶液C2の調製)
窒素導入管、温度計、攪拌棒を備えた反応容器内を窒素置換した後、3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸無水物398質量部、パラフェニレンジアミン147質量部を4600質量部のN、N−ジメチルアセトアミドに溶解させ、25℃の反応温度で24時間攪拌して、還元粘度を有する褐色で粘調なポリアミド酸溶液C2を得た。
(Preparation of polyamic acid solution C2)
After the inside of the reaction vessel equipped with a nitrogen introduction tube, a thermometer, and a stirring rod was purged with nitrogen, 398 parts by mass of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic anhydride and 147 parts by mass of paraphenylenediamine were 4600 parts by mass. Part of N, N-dimethylacetamide was dissolved and stirred at a reaction temperature of 25 ° C. for 24 hours to obtain a brown and viscous polyamic acid solution C2 having a reduced viscosity.
(ポリアミド酸溶液Dの調製)
窒素導入管、温度計、攪拌棒を備えた反応容器内を窒素置換した後、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン16.1g(0.05mol)と、N−メチル−2−ピロリドン109gとを仕込んで溶解させ、次いで、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物11.2g(0.05mol)を室温にて固体のまま分割添加し、室温下で12時間攪拌した。次に、共沸溶媒としてキシレン40.0gを添加し、180℃に昇温して3時間反応を行い、共沸してくる生成水を分離した。水の留去が終わったことを確認した後、1時間かけて190℃に昇温することによりキシレンを除去して反応溶液を得た。この反応溶液に、滑材として体積平均粒子径80nmのコロイダルシリカをN、N−ジメチルアセトアミドに分散してなる分散体(日産化学工業社製「スノーテックス(登録商標)DMAC−ST30」)とをシリカの添加量がポリアミド酸溶液中のポリマー固形分総量に対し0.2質量%になるように加え、ポリアミド酸溶液Dを得た。
(Preparation of polyamic acid solution D)
After the inside of the reaction vessel equipped with a nitrogen introduction tube, a thermometer, and a stirring rod was purged with nitrogen, 16.2 g (0.05 mol) of 2,2′-bis (trifluoromethyl) benzidine and N-methyl-2-pyrrolidone 109 g and dissolved, then, 11.2 g (0.05 mol) of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride was added in portions at room temperature as a solid, and stirred at room temperature for 12 hours. did. Next, 40.0 g of xylene was added as an azeotropic solvent, the temperature was raised to 180 ° C., the reaction was performed for 3 hours, and the azeotropic product water was separated. After confirming that the water had been distilled off, the temperature was raised to 190 ° C. over 1 hour to remove xylene to obtain a reaction solution. In this reaction solution, a dispersion obtained by dispersing colloidal silica having a volume average particle diameter of 80 nm as a lubricant in N, N-dimethylacetamide (“Snowtex (registered trademark) DMAC-ST30” manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) The addition amount of silica was added so as to be 0.2% by mass with respect to the total amount of polymer solids in the polyamic acid solution to obtain a polyamic acid solution D.
《フィルム作製例1》
ポリアミド酸溶液A1を、製膜支持体としてのポリエチレンテレフタレート(PET)製フィルム(東洋紡社製「A−4100」)の無滑材面上に、表1中「(b層)厚さ」として示す乾燥膜厚となるようにコンマコーターを用いてコーティングし、110℃にて5分間乾燥した後、PET製フィルムとともに(PET製フィルムから剥がさずに)単層ポリアミド酸フィルムを巻き取った。
<< Film Production Example 1 >>
The polyamic acid solution A1 is shown as “(b layer) thickness” in Table 1 on the non-slip material surface of a polyethylene terephthalate (PET) film (“A-4100” manufactured by Toyobo Co., Ltd.) as a film forming support. After coating with a comma coater so as to have a dry film thickness and drying at 110 ° C. for 5 minutes, a single-layer polyamic acid film was wound up together with the PET film (without peeling from the PET film).
製膜支持体のPET製フィルムとともに巻き取られた単層ポリアミド酸フィルムを製膜機の巻きだし部に取り付け、ポリアミド酸溶液A2を、表1中「(a層)厚さ」として示す乾燥膜厚となるように、コンマコーターを用いて単層ポリアミド酸フィルム面にコーティングし、110℃にて20分間乾燥して、製膜支持体のPET製フィルム上に2層構成の多層ポリアミド酸フィルムを得た。 A single layer polyamic acid film wound together with a PET film of the film forming support is attached to the unwinding part of the film forming machine, and the polyamic acid solution A2 is shown as “(a layer) thickness” in Table 1 A single layer polyamic acid film surface is coated with a comma coater so as to be thick, dried at 110 ° C. for 20 minutes, and a multilayer polyamic acid film having a two-layer structure is formed on the PET film of the film forming support. Obtained.
次に、得られた2層構成の多層ポリアミド酸フィルムを製膜支持体のPET製フィルムから剥離し、3つの熱処理ゾーンを有するピンテンターに通し、1段目150℃×2分間、2段目220℃×2分間、3段目475℃×4分間の熱処理を行い、500mm幅にスリットして、多層構造のポリイミドフィルムを得た。なお、熱処理後、剥離可能な非ポリイミド保護フィルムとして、片面に微粘着層を備えたPETフィルム(保護フィルム)をa層側(本実施例ではポリアミド酸溶液A2側)にラミネートしてから巻き取った。得られたポリイミドフィルムの特性を表1に示す。 Next, the obtained multilayer polyamic acid film having a two-layer structure is peeled off from the PET film as the film-forming support, and passed through a pin tenter having three heat treatment zones. First stage 150 ° C. × 2 minutes, second stage 220 A third stage 475 ° C. × 4 minutes of heat treatment was performed at a temperature of 2 ° C. for 2 minutes and slit into a width of 500 mm to obtain a multilayered polyimide film. After heat treatment, as a non-polyimide protective film that can be peeled off, a PET film (protective film) provided with a slightly adhesive layer on one side is laminated on the a layer side (in this embodiment, the polyamic acid solution A2 side) and then wound. It was. The properties of the obtained polyimide film are shown in Table 1.
なお、上記保護フィルムは、フィルム表面への異物付着や傷付き等を防止する目的で貼着しているものであり、比較的低温でロールトゥロールにて搬送する際や、人手によるハンドリングを行う際には、保護フィルムは貼着した状態で操作を行った。しかしながら、例えば130℃を超える条件下でプレスやラミネートなどを行う際、または、保護フィルムを貼着した面に各処理を施す際には、かかる保護フィルムを剥がした後に各操作を行った。 In addition, the said protective film is stuck for the purpose of preventing the adhesion of foreign matter to the film surface, scratches, and the like, and when being transported by roll-to-roll at a relatively low temperature, it is handled manually. At that time, the operation was performed with the protective film adhered. However, for example, when pressing, laminating, or the like under conditions exceeding 130 ° C., or when performing various treatments on the surface to which the protective film is attached, each operation was performed after the protective film was removed.
《フィルム作製例2》
ポリアミド酸溶液A1、A2の塗布量を、それぞれ表1に示す乾燥膜厚となるように変更したこと以外は、フィルム作製例1と同様にして、ポリイミドフィルム2を得た。得られたポリイミドフィルムの特性を表1に示す。
<< Film Production Example 2 >>
A polyimide film 2 was obtained in the same manner as in the film production example 1 except that the coating amounts of the polyamic acid solutions A1 and A2 were changed to the dry film thicknesses shown in Table 1, respectively. The properties of the obtained polyimide film are shown in Table 1.
《フィルム作製例3》
ポリアミド酸溶液A1とA2の塗布順番を入れ替える(すなわち、b層をポリアミド酸溶液A2で形成し、a層をポリアミド酸溶液A1で形成する)とともに、ポリアミド酸溶液A1、A2の塗布量を、それぞれ表1に示す乾燥膜厚となるように変更したこと以外は、フィルム作製例1と同様にして、ポリイミドフィルム3を得た。得られたポリイミドフィルムの特性を表1に示す。
<< Film Production Example 3 >>
The order of application of the polyamic acid solutions A1 and A2 is changed (that is, the b layer is formed of the polyamic acid solution A2 and the a layer is formed of the polyamic acid solution A1), and the application amounts of the polyamic acid solutions A1 and A2 are respectively determined. Except having changed so that it might become a dry film thickness shown in Table 1, it carried out similarly to the film preparation example 1, and obtained the polyimide film 3. The properties of the obtained polyimide film are shown in Table 1.
《フィルム作製例4》
ポリアミド酸溶液A1、A2の塗布量を、それぞれ表1に示す乾燥膜厚となるように変更したこと以外は、フィルム作製例1と同様にして、ポリイミドフィルム4を得た。得られたポリイミドフィルムの特性を表1に示す。
<< Film Production Example 4 >>
A polyimide film 4 was obtained in the same manner as in the film production example 1 except that the coating amounts of the polyamic acid solutions A1 and A2 were changed to the dry film thicknesses shown in Table 1, respectively. The properties of the obtained polyimide film are shown in Table 1.
《フィルム作製例5》
ポリアミド酸溶液A2を塗布しない(すなわち、a層を形成しない)ようにし、ポリアミド酸溶液A1の塗布量を、表1に示す乾燥膜厚となるように変更したこと以外は、フィルム作製例1と同様にして、ポリイミドフィルム5を得た。得られたポリイミドフィルムの特性を表1に示す。
<< Film Production Example 5 >>
Except that the polyamic acid solution A2 is not applied (that is, the a layer is not formed), and the coating amount of the polyamic acid solution A1 is changed to the dry film thickness shown in Table 1, film production example 1 and Similarly, a polyimide film 5 was obtained. The properties of the obtained polyimide film are shown in Table 1.
《フィルム作製例6》
ポリアミド酸溶液A1をB1に変更し、ポリアミド酸溶液A2をB2に変更するとともに、ポリアミド酸溶液B1、B2の塗布量を、それぞれ表1に示す乾燥膜厚となるように変更したこと以外は、フィルム作製例1と同様にして、ポリイミドフィルム6を得た。得られたポリイミドフィルムの特性を表1に示す。
<< Film Production Example 6 >>
Except for changing the polyamic acid solution A1 to B1, changing the polyamic acid solution A2 to B2, and changing the coating amounts of the polyamic acid solutions B1 and B2 to the dry film thicknesses shown in Table 1, respectively. A polyimide film 6 was obtained in the same manner as in Film Production Example 1. The properties of the obtained polyimide film are shown in Table 1.
《フィルム作製例7》
ポリアミド酸溶液A1をC1に変更し、ポリアミド酸溶液A2をC2に変更するとともに、ポリアミド酸溶液C1、C2の塗布量を、それぞれ表1に示す乾燥膜厚となるように変更したこと以外は、フィルム作製例1と同様にして、ポリイミドフィルム7を得た。得られたポリイミドフィルムの特性を表1に示す。
<< Film Production Example 7 >>
Except for changing the polyamic acid solution A1 to C1, changing the polyamic acid solution A2 to C2, and changing the coating amounts of the polyamic acid solutions C1 and C2 to the dry film thicknesses shown in Table 1, respectively. A polyimide film 7 was obtained in the same manner as in Film Production Example 1. The properties of the obtained polyimide film are shown in Table 1.
《フィルム作製例8》
ポリアミド酸溶液A1をDに変更するとともに、ポリアミド酸溶液A2を塗布しない(すなわち、a層を形成しない)ようにし、ポリアミド酸溶液Dの塗布量を表1に示す乾燥膜厚となるように変更し、さらに3段目の熱処理における温度を280℃としたこと以外は、フィルム作製例1と同様にして、ポリイミドフィルム8を得た。得られたポリイミドフィルムの特性を表1に示す。
<< Film Production Example 8 >>
The polyamic acid solution A1 is changed to D, the polyamic acid solution A2 is not applied (that is, the a layer is not formed), and the applied amount of the polyamic acid solution D is changed to the dry film thickness shown in Table 1. Further, a polyimide film 8 was obtained in the same manner as in Film Production Example 1 except that the temperature in the third heat treatment was 280 ° C. The properties of the obtained polyimide film are shown in Table 1.
《フィルム9、10》
市販の東レデュポン社製「カプトン(登録商標)100H」をフィルム9とし、市販の宇部興産社製「ユーピレックス(登録商標)25S」をフィルム10とした。
<< Films 9, 10 >>
Commercially available “Kapton (registered trademark) 100H” manufactured by Toray DuPont was used as film 9, and commercially available “UPILEX (registered trademark) 25S” manufactured by Ube Industries was used as film 10.
《フィルム処理例1〜4》
フィルム1〜4に対し、各ポリイミドフィルムの滑材を含有していない層側(ポリアミド酸溶液A2で形成された層側)の面に真空プラズマ処理を施した。真空プラズマ処理としては、平行平板型の電極を使ったRIEモード、RFプラズマによる処理を採用し、真空チャンバー内に、Arガスを10sccm、H2ガスを5sccm導入し、13.56MHzの高周波電力を導入するようにし、処理時間は3分間とした。得られた処理後の各ポリイミドフィルムの特性を表2に示す。なお、ここで得られた処理後の各ポリイミドフィルムには、酸処理(HF処理)を施していないので、クレーターは観察されなかった。
<< Film Processing Examples 1 to 4 >>
With respect to the films 1 to 4, a vacuum plasma treatment was performed on the surface of each polyimide film containing no lubricant (the layer side formed with the polyamic acid solution A2). As vacuum plasma processing, RIE mode using parallel plate type electrodes and RF plasma processing are adopted, Ar gas is introduced into 10 sccm, H 2 gas is introduced into 5 sccm, and high frequency power of 13.56 MHz is applied. The treatment time was 3 minutes. Table 2 shows the properties of the obtained polyimide films after the treatment. In addition, since the acid treatment (HF process) was not given to each polyimide film after a process obtained here, the crater was not observed.
《フィルム処理例5〜7》
フィルム3〜5に対し、各ポリイミドフィルムの滑材を含有している層側(ポリアミド酸溶液A1で形成された層側)の面に真空プラズマ処理を施し、続いて同面を後述のように酸処理した後、風乾し、110℃のホットプレート上に1時間載置することにより脱水処理を行った。真空プラズマ処理としては、平行平板型の電極を使ったRIEモード、RFプラズマによる処理を採用し、真空チャンバー内にArガスを10sccm、H2ガスを5sccmを導入し、13.54MHzの高周波電力を導入するようにし、処理時間は3分間とした。酸処理は、10質量%のHF水溶液中に1分間浸漬した後、洗浄し、乾燥することにより行った。得られた処理後の各ポリイミドフィルムの特性を表2に示す。
<< Film Processing Examples 5 to 7 >>
The films 3 to 5 were subjected to vacuum plasma treatment on the layer side (layer side formed with the polyamic acid solution A1) containing the lubricant of each polyimide film, and then the same side as described later. After acid treatment, it was air-dried and placed on a hot plate at 110 ° C. for 1 hour for dehydration treatment. As the vacuum plasma treatment, RIE mode using parallel plate type electrodes and RF plasma treatment are employed, Ar gas is introduced into the vacuum chamber at 10 sccm, H 2 gas is introduced at 5 sccm, and high frequency power of 13.54 MHz is applied. The treatment time was 3 minutes. The acid treatment was performed by immersing in a 10% by mass HF aqueous solution for 1 minute, washing and drying. Table 2 shows the properties of the obtained polyimide films after the treatment.
《フィルム処理例8、9》
フィルム6、7に対し、上記フィルム処理例1と同様にして真空プラズマ処理を施した。得られた処理後の各ポリイミドフィルムの特性を表2に示す。なお、ここで得られた処理後の各ポリイミドフィルムには、酸処理(HF処理)を施していないので、クレーターは観察されなかった。
<< Film Processing Examples 8 and 9 >>
The films 6 and 7 were subjected to vacuum plasma treatment in the same manner as in the above film treatment example 1. Table 2 shows the properties of the obtained polyimide films after the treatment. In addition, since the acid treatment (HF process) was not given to each polyimide film after a process obtained here, the crater was not observed.
《フィルム処理例10、11》
フィルム8、9に対し、上記フィルム処理例1と同様にして真空プラズマ処理を施した。得られた処理後の各ポリイミドフィルムの特性を表2に示す。なお、ここで得られた処理後の各ポリイミドフィルムには、酸処理(HF処理)を施していないので、クレーターは観察されなかった。
<< Film Processing Examples 10 and 11 >>
The films 8 and 9 were subjected to vacuum plasma treatment in the same manner as in the above film treatment example 1. Table 2 shows the properties of the obtained polyimide films after the treatment. In addition, since the acid treatment (HF process) was not given to each polyimide film after a process obtained here, the crater was not observed.
《フィルム処理例12〜15》
フィルム7〜10に対し、上記フィルム処理例5と同様にして真空プラズマ処理、酸処理、風乾および脱水処理を施した。得られた処理後の各ポリイミドフィルムの特性を表2に示す。
<< Film Processing Examples 12-15 >>
The films 7 to 10 were subjected to vacuum plasma treatment, acid treatment, air drying and dehydration treatment in the same manner as in the above film treatment example 5. Table 2 shows the properties of the obtained polyimide films after the treatment.
(実施例1)
窒素置換したグローブボックス内で窒素ガスを流しながら、シランカップリング剤(SC剤)である3−アミノプロピルトリメトキシシランをイソプロピルアルコールによって0.5質量%に希釈した後、無機物からなる支持体(基板)として予め別途洗浄、乾燥しておいたガラス(コーニング社製「コーニングEAGLE XG」;100mm×100mm×0.7mm厚)をスピンコーターに設置して、シランカップリング剤(SC剤)を回転中央部に滴下させて500rpmにて回転させ、次いで2000rpmにて回転させることにより支持体全面を濡らした状態として塗布した後に、乾燥状態とした。これをクリーンベンチ内に載置した110℃に加熱したホットプレート上で1分間加熱して、厚さ11nmのカップリング処理層を備えた支持体を得た。
Example 1
While flowing nitrogen gas in a nitrogen-substituted glove box, 3-aminopropyltrimethoxysilane, which is a silane coupling agent (SC agent), is diluted to 0.5% by mass with isopropyl alcohol, and then a support made of an inorganic substance ( Glass (Corning EAGLE XG manufactured by Corning; 100 mm x 100 mm x 0.7 mm thick) that has been cleaned and dried in advance as a substrate is placed on a spin coater, and the silane coupling agent (SC agent) is rotated. It was dropped in the center and rotated at 500 rpm, and then rotated at 2000 rpm so that the entire surface of the support was wetted, and then dried. This was heated for 1 minute on a hot plate heated to 110 ° C. placed in a clean bench to obtain a support having a coupling treatment layer having a thickness of 11 nm.
次に、上記フィルム処理例1で得られたポリイミドフィルムを100mm×100mm(□100mm)に切り取り、ポリイミドフィルムの滑材を含有していない層側(本実施例ではポリアミド酸溶液A2で形成された層側)の面に、70mm×70mm(□70mm)のパターンに切り抜いたポリイミドフィルムをマスクとして載置し、積層体の周辺15mmずつを残して70mm×70mm(□70mm)の範囲内にUV照射処理を行った。 Next, the polyimide film obtained in the above-mentioned film processing example 1 was cut into 100 mm × 100 mm (□ 100 mm), and the layer side not containing the lubricant of the polyimide film (in this example, formed with the polyamic acid solution A2). A polyimide film cut into a 70 mm × 70 mm (□ 70 mm) pattern is placed on the surface of the layer side as a mask, and UV irradiation is performed within a range of 70 mm × 70 mm (□ 70 mm), leaving 15 mm each around the periphery of the laminate. Processed.
なお、UV照射は、ランテクニカルサービス社製のUV/O3洗浄改質装置(「SKB1102N−01」)とUVランプ(「SE−1103G05」)とを用い、該UVランプから3cm程度離れた距離から2分間行った。照射時にはUV/O3洗浄改質装置内には特別な気体は入れず、UV照射は、大気雰囲気、室温で行った。なお、UVランプは185nm(不活性化処理を促進するオゾンを発生させうる短波長)と254nmの波長の輝線を出しており、このとき照度は20mW/cm2程度(照度計(「ORC UV−M03AUV」)にて254nmの波長で測定)であった。 For UV irradiation, a UV / O 3 cleaning and reforming apparatus (“SKB1102N-01”) manufactured by Run Technical Service Co., Ltd. and a UV lamp (“SE-1103G05”) are used, and the distance from the UV lamp is about 3 cm. For 2 minutes. At the time of irradiation, no special gas was put in the UV / O 3 cleaning and reforming apparatus, and the UV irradiation was performed in an air atmosphere at room temperature. The UV lamp emits an emission line with a wavelength of 185 nm (short wavelength capable of generating ozone that promotes inactivation treatment) and a wavelength of 254 nm. At this time, the illuminance is about 20 mW / cm 2 (illuminance meter (“ORC UV− M03AUV ") at a wavelength of 254 nm.
次に、支持体のカップリング処理層の面と、フィルム処理例1で得られた表面処理ポリイミドフィルムのUV照射処理面(本実施例ではポリアミド酸溶液A2側)とが対向するように重ね合わせ、ジャパンクリエイツ社製の自動塗布式スピンコーター「MSC800−C−AD型」を用いて、ローラー圧力を増圧弁によって0.9MPaとして加圧処理を行った後に、熱風オーブンにて180℃、50分間加熱処理を行い、本発明の積層体を得た。
得られた積層体の評価結果を表3に示す。
Next, it overlaps so that the surface of the coupling treatment layer of the support and the UV irradiation treatment surface (polyamide acid solution A2 side in this embodiment) of the surface-treated polyimide film obtained in the film treatment example 1 face each other. , Using an auto-applied spin coater “MSC800-C-AD type” manufactured by Japan Creates Co., Ltd., after performing pressure treatment with a roller pressure of 0.9 MPa with a pressure increasing valve, then in a hot air oven at 180 ° C. for 50 minutes Heat processing was performed and the laminated body of this invention was obtained.
Table 3 shows the evaluation results of the obtained laminate.
また、別途、上記で得たカップリング処理層を備えた支持体におけるカップリング処理層の面と、フィルム処理例1で得られたポリイミドフィルムの滑材を含有していない層側(本実施例ではポリアミド酸溶液A2で形成された層側の面)とが対向するように重ね合わせ、上記と同様の加圧加熱処理(ロールを用いたラミネートおよび大気圧中でのプレス)を行い、UV未照射部の剥離強度測定用サンプルを作製した。なお、以下の各実施例でも実施例1と同様にUV未照射部の剥離強度を測定している。
得られた積層体の評価結果を表3に示す。
Separately, the surface of the coupling treatment layer in the support provided with the coupling treatment layer obtained above, and the layer side not containing the lubricant of the polyimide film obtained in the film treatment example 1 (this example) Then, the layers are laminated so as to face each other, and the same pressure and heat treatment (lamination using a roll and pressing in an atmospheric pressure) as described above is performed. A sample for measuring the peel strength of the irradiated part was prepared. In each of the following examples, the peel strength of the UV non-irradiated part was measured as in Example 1.
Table 3 shows the evaluation results of the obtained laminate.
(実施例2〜4)
実施例1において使用したポリイミドフィルムをフィルム処理例2〜4で得られたフィルムに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、本発明の積層体を得た。
得られた積層体の評価結果を表3に示す。
(Examples 2 to 4)
Except having changed the polyimide film used in Example 1 into the film obtained in film processing examples 2-4, it carried out similarly to Example 1, and obtained the laminated body of this invention.
Table 3 shows the evaluation results of the obtained laminate.
(実施例5)
無機物からなる支持体(基板)として、厚さ0.725μmのシリコンウエハ(Siウエハ)を用いたこと以外は、実施例2と同様にして、本発明の積層体を得た。
得られた積層体の評価結果を表3に示す。
(Example 5)
A laminate of the present invention was obtained in the same manner as in Example 2, except that a silicon wafer (Si wafer) having a thickness of 0.725 μm was used as the support (substrate) made of an inorganic substance.
Table 3 shows the evaluation results of the obtained laminate.
なお、この実施例2以外の各実施例についても、無機物からなる支持体としてガラスの代わりにシリコンウエハを使用する以外は同様に行って積層体を得たが、得られた積層体の評価結果はいずれも、それぞれガラスを支持体とした時とほぼ同一であった。 In addition, also about each Example other than this Example 2, it carried out similarly except using a silicon wafer instead of glass as a support body which consists of an inorganic substance, and obtained the laminated body, but the evaluation result of the obtained laminated body Each was almost the same as when the glass was used as the support.
(実施例6〜16)
支持体と重ね合わせるフィルム処理後のポリイミドフィルムとして処理例5〜15で得られた処理後ポリイミドフィルムを用い、カップリング剤処理済ガラスのカップリング剤処理面と、各処理後ポリイミドフィルムの各処理面とが対向するように重ね合わせたこと以外、実施例1と同様にして、本発明の積層体を得た。
得られた積層体の評価結果を表3に示す。
(Examples 6 to 16)
Using the treated polyimide film obtained in Treatment Examples 5 to 15 as the polyimide film after film treatment to be superimposed on the support, the coupling agent treated surface of the coupling agent treated glass and each treatment of the treated polyimide film A laminated body of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the layers were superposed so as to face each other.
Table 3 shows the evaluation results of the obtained laminate.
(実施例17〜19)
支持体と重ね合わせるポリイミドフィルムとして処理を行っていないポリイミドフィルムを用い、カップリング剤処理済ガラスのカップリング剤処理面と、ポリイミドフィルムの滑材を含有していない層側とが対向するように重ね合わせたこと以外、実施例3、実施例10、または実施例11と同様にして、本発明の積層体を得た。
得られた積層体の評価結果を表3に示す。
(Examples 17 to 19)
Use a polyimide film that has not been processed as a polyimide film to be superimposed on the support so that the coupling agent-treated surface of the glass treated with the coupling agent and the layer side that does not contain the lubricant of the polyimide film face each other. A laminated body of the present invention was obtained in the same manner as in Example 3, Example 10, or Example 11 except that they were superposed.
Table 3 shows the evaluation results of the obtained laminate.
(実施例20〜21)
加圧処理を、30℃でロールラミネートを行った後、ロータリーポンプにて真空プレス機内を真空として、真空中150℃で8MPaにて5分間プレス後に、真空中200℃で8MPaの圧力にて20分間プレスすることにより行ったこと以外は、実施例2または実施例10と同様にして、本発明の積層体を得た。このとき使用した真空プレスは井元製作所社製の「11FD」であった。
得られた積層体の評価結果を表3に示す。
(Examples 20 to 21)
After performing pressure laminating at 30 ° C. and roll laminating, the inside of the vacuum press machine is evacuated with a rotary pump, pressed in vacuum at 150 ° C. and 8 MPa for 5 minutes, and then in vacuum at 200 ° C. and 8 MPa pressure. A laminate of the present invention was obtained in the same manner as in Example 2 or Example 10 except that the pressing was performed for a minute. The vacuum press used at this time was “11FD” manufactured by Imoto Seisakusho.
Table 3 shows the evaluation results of the obtained laminate.
(実施例22〜24)
ロータリーポンプにて真空プレス機内を真空として、300℃で大気圧にてプレスすることにより加圧加熱処理を行ったこと以外は、実施例2、実施例9または実施例10と同様にして、本発明の積層体を得た。このとき使用した真空プレスは井元製作所社製の「11FD」であった。
得られた積層体の評価結果を表3に示す。
(Examples 22 to 24)
The present embodiment is the same as Example 2, Example 9 or Example 10 except that the inside of the vacuum press machine is evacuated with a rotary pump and is heated under pressure at 300 ° C. under atmospheric pressure. An inventive laminate was obtained. The vacuum press used at this time was “11FD” manufactured by Imoto Seisakusho.
Table 3 shows the evaluation results of the obtained laminate.
(実施例25)
ジャパンクリエイツ社製の自動塗布式スピンコーター「MSC800−C−AD型」を用い、ガラス板(コーニング社製「コーニングEAGLE XG」:370×470mm×0.7mm厚)上に、N−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシランの0.5質量%イソプロパノール溶液を塗布し、2000回転で溶液を振りきった後に回転を止め、取り出したガラス板を乾燥窒素置換した120℃のホットプレート中に3分間入れることにより、シランカップリング剤処理を行い、厚さ30nmのシランカップリング処理層を形成した。
(Example 25)
Using an automatic application type spin coater “MSC800-C-AD type” manufactured by Japan Creates Co., Ltd., on a glass plate (“Corning EAGLE XG” manufactured by Corning: 370 × 470 mm × 0.7 mm thickness), N-2-amino Apply a 0.5 mass% isopropanol solution of ethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, shake the solution at 2000 rpm, stop the rotation, and place the taken out glass plate in a 120 ° C hot plate substituted with dry nitrogen. By placing for 3 minutes, a silane coupling agent treatment was performed to form a silane coupling treatment layer having a thickness of 30 nm.
次に、フィルム処理例9で得られた処理フィルムを350mm×450mmにカットし、カットされた処理フィルムにステンレススチール製のメタルマスク(68mm×110mmの長方形の開口部が5mm幅の遮蔽部を介してアレイ状に配列されたパターンを有するものであって、表面に絶縁コートが施されたものである)を重ね、メタルマスクとガラス板との間に隙間がないことを確認して、実施例1と同様の方法でUV照射を行った。 Next, the processed film obtained in the film processing example 9 was cut into 350 mm × 450 mm, and a stainless steel metal mask (68 mm × 110 mm rectangular opening was placed through a 5 mm wide shielding portion on the cut processed film. The pattern was arranged in an array and the surface was coated with an insulating coat), and it was confirmed that there was no gap between the metal mask and the glass plate. UV irradiation was performed in the same manner as in 1.
続いて、UV処理を行ったフィルム処理面とシランカップリング処理層が施されたガラス板とが対向するように、ガラス板とともに、MCK社製のロールラミネーターにセットし、ガラス板を50℃に加熱した状態で、線圧50N/cm(実効推定圧1MPa程度)ラミネートを行い、フィルム/ガラスの仮積層体を得た。このフィルム/ガラス仮積層体を125℃のドライオーブン中で10分間予備加熱した後、180℃のオーブン中で30分間加熱して、本発明の積層体を得た。
得られた積層体の評価結果を表3に示す。
Subsequently, the glass plate and the glass plate on which the silane coupling treatment layer is applied are set to a roll laminator manufactured by MCK, so that the glass-treated surface subjected to UV treatment and the glass plate are subjected to the silane coupling treatment layer. In a heated state, a linear pressure of 50 N / cm (effective estimated pressure of about 1 MPa) was laminated to obtain a film / glass temporary laminate. This film / glass temporary laminate was preheated in a 125 ° C. dry oven for 10 minutes and then heated in an oven at 180 ° C. for 30 minutes to obtain a laminate of the present invention.
Table 3 shows the evaluation results of the obtained laminate.
(実施例26)
不活性化処理を、以下の大気圧プラズマ処理に変更したこと以外は、実施例25と同様にして、本発明の積層板を得た。
(Example 26)
A laminate of the present invention was obtained in the same manner as in Example 25 except that the deactivation treatment was changed to the following atmospheric pressure plasma treatment.
大気圧プラズマ処理は、ダイレクト型でスリット状の横に長いヘッドが自動式にワーク上を移動するタイプの機構を持つ大気圧プラズマ処理装置を用い、流量比が窒素/酸素=95/5(常圧体積比)の混合ガスを処理ガスとし、放電出力を2kWとして行った。ガラス板がプラズマに曝露されている時間は概ね60秒程度であった。
得られた積層体の評価結果を表3に示す。
The atmospheric pressure plasma treatment uses an atmospheric pressure plasma treatment apparatus having a mechanism of a direct type with a slit-like long head that automatically moves on the workpiece, and a flow rate ratio of nitrogen / oxygen = 95/5 (normally (Pressure-volume ratio) mixed gas was used as the processing gas, and the discharge output was 2 kW. The time during which the glass plate was exposed to plasma was approximately 60 seconds.
Table 3 shows the evaluation results of the obtained laminate.
(実施例27)
不活性化処理を、以下のコロナ処理に変更したこと以外は、実施例25と同様にして、本発明の積層板を得た。
(Example 27)
A laminate of the present invention was obtained in the same manner as in Example 25 except that the inactivation treatment was changed to the following corona treatment.
コロナ処理は、春日電機社製のコンベア式処理装置を用い、大気中にて40w/m2にて3分間行った。
得られた積層体の評価結果を表3に示す。
The corona treatment was carried out at 40 w / m 2 for 3 minutes in the atmosphere using a conveyor type treatment device manufactured by Kasuga Denki.
Table 3 shows the evaluation results of the obtained laminate.
(実施例28)
実施例26において、使用したポリイミドフィルムをフィルム処理例15で得られたフィルムに変更したこと以外は、実施例26と同様にして、本発明の積層板を得た。
得られた積層体の評価結果を表3に示す。
(Example 28)
In Example 26, the laminated board of this invention was obtained like Example 26 except having changed the used polyimide film into the film obtained in the film processing example 15. FIG.
Table 3 shows the evaluation results of the obtained laminate.
(実施例29) 実施例27において、使用したポリイミドフィルムをフィルム処理例15で得られたフィルムに変更したこと以外は、実施例27と同様にして、本発明の積層板を得た。
得られた積層体の評価結果を表3に示す。
(Example 29) The laminated board of this invention was obtained like Example 27 except having changed the used polyimide film into the film obtained in the film processing example 15 in Example 27.
Table 3 shows the evaluation results of the obtained laminate.
(比較例1〜3)
加圧加熱処理を行わずに得たポリイミドフィルムを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例1の積層体を得た。
(Comparative Examples 1-3)
The laminated body of the comparative example 1 was obtained like Example 1 except having used the polyimide film obtained without performing a pressurization heat processing.
また、加圧加熱処理を行わずに得たポリイミドフィルムを用いたこと、および支持体と重ね合わせるフィルム処理後のポリイミドフィルムとして処理例2または処理例9で得られた処理後ポリイミドフィルムを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例2および比較例3の積層体を得た。 Moreover, the polyimide film obtained without performing pressure heat processing was used, and the post-treatment polyimide film obtained in the treatment example 2 or the treatment example 9 was used as the polyimide film after the film treatment to be superimposed on the support. Except for this, the laminates of Comparative Example 2 and Comparative Example 3 were obtained in the same manner as Example 1.
得られた積層体の評価結果を表4に示す。なお、表中「測定不能」は、処理ないし測定途中でポリイミドフィルムが剥がれてしまった場合をさす。 Table 4 shows the evaluation results of the obtained laminate. In the table, “impossible to measure” refers to the case where the polyimide film has been peeled off during processing or measurement.
(比較例4〜5)
支持体にカップリング剤処理を施さないこと、および支持体と重ね合わせるフィルム処理後のポリイミドフィルムとして処理例2または処理例9で得られた処理後ポリイミドフィルムを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例4および比較例5の積層体を得た。 得られた積層体の評価結果を表4に示す。なお、表中「測定不能」は、処理ないし測定途中でポリイミドフィルムが剥がれてしまった場合をさす。
(Comparative Examples 4-5)
Example 1 except that the support was not subjected to a coupling agent treatment, and the treated polyimide film obtained in Treatment Example 2 or 9 was used as a polyimide film after film treatment to be superimposed on the support. In the same manner, laminates of Comparative Example 4 and Comparative Example 5 were obtained. Table 4 shows the evaluation results of the obtained laminate. In the table, “impossible to measure” refers to the case where the polyimide film has been peeled off during processing or measurement.
(比較例6〜7)
UV照射処理を行わずに得たポリイミドフィルムを用いたこと、および支持体と重ね合わせるフィルム処理後のポリイミドフィルムとして処理例2または処理例8で得られた処理後ポリイミドフィルムを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例6および比較例7の積層体を得た。
(Comparative Examples 6-7)
Except for using the polyimide film obtained without UV irradiation treatment and using the treated polyimide film obtained in Treatment Example 2 or Treatment Example 8 as the polyimide film after film treatment to be superimposed on the support. In the same manner as in Example 1, the laminates of Comparative Example 6 and Comparative Example 7 were obtained.
得られた積層体の評価結果を表4に示す。測定結果は不活性化未照射部と同様の値であった。なお、表中「測定不能」は、処理ないし測定途中でポリイミドフィルムが剥がれてしまった場合をさす。また、不活性化照射部は定義されないため、表4には結果を記載していない。 Table 4 shows the evaluation results of the obtained laminate. The measurement result was the same value as that of the inactivated non-irradiated part. In the table, “impossible to measure” refers to the case where the polyimide film has been peeled off during processing or measurement. Moreover, since the inactivation irradiation part is not defined, the result is not described in Table 4.
この積層体について、ポリイミドフィルムに切り込みを入れ、該フィルムを支持体から剥がそうとしたが、上手く剥がすことができず、無理に剥がそうとしたらフィルムが破れてしまった。 For this laminate, a cut was made in the polyimide film, and the film was peeled off from the support. However, the film could not be peeled off successfully, and the film was torn if it was forcibly removed.
(応用例)
各実施例および各比較例で得られた積層体の各々を、開口部を有するステンレス製の枠を被せてスパッタリング装置内の基板ホルダーに固定した。基板ホルダーと積層体の支持体とを密着するように固定して、基板ホルダー内に冷媒を流すことによって、積層体のフィルムの温度を設定できるようにし、積層体のフィルムの温度を2℃に設定した。まず、フィルム表面にプラズマ処理を施した。プラズマ処理条件は、アルゴンガス中で、周波数13.56MHz、出力200W、ガス圧1×10-2Torrの条件とし、処理時の温度は2℃、処理時間は2分間とした。次いで、周波数13.56MHz、出力450W、ガス圧3×10-3Torrの条件で、ニッケル−クロム(クロム10質量%)合金のターゲットを用いて、アルゴン雰囲気下にてDCマグネトロンスパッタリング法により、1nm/秒のレートで厚さ11nmのニッケル−クロム合金被膜(下地層)を形成した。次いで、基板のスパッタ面の裏面が、3℃に温度コントロールした冷媒を中に流した基板ホルダーのSUSプレートと接する状態とすることで、積層体のフィルムの温度を2℃に設定し、スパッタリングを行った。そして、10nm/秒のレートで銅を蒸着させ、厚さ0.22μmの銅薄膜を形成した。このようにして、各フィルムから下地金属薄膜形成フィルム付きの積層板を得た。なお、銅およびNiCr層の厚さは蛍光X線法によって確認した。
(Application examples)
Each of the laminates obtained in each example and each comparative example was covered with a stainless steel frame having an opening and fixed to a substrate holder in the sputtering apparatus. By fixing the substrate holder and the support of the laminate so that they are in close contact with each other and flowing a coolant through the substrate holder, the temperature of the laminate film can be set, and the temperature of the laminate film is set to 2 ° C. Set. First, plasma treatment was performed on the film surface. The plasma treatment conditions were as follows: argon gas, frequency 13.56 MHz, output 200 W, gas pressure 1 × 10 −2 Torr, treatment temperature 2 ° C., treatment time 2 minutes. Next, under the conditions of a frequency of 13.56 MHz, an output of 450 W, and a gas pressure of 3 × 10 −3 Torr, a nickel-chromium (chromium 10 mass%) alloy target is used to form a 1 nm film by DC magnetron sputtering in an argon atmosphere. A nickel-chromium alloy film (underlayer) having a thickness of 11 nm was formed at a rate of / sec. Next, the back surface of the sputtering surface of the substrate is brought into contact with the SUS plate of the substrate holder in which a coolant whose temperature is controlled at 3 ° C. is flown, so that the temperature of the laminated film is set to 2 ° C., and sputtering is performed. went. Then, copper was vapor-deposited at a rate of 10 nm / second to form a copper thin film having a thickness of 0.22 μm. Thus, the laminated board with a base metal thin film formation film was obtained from each film. The thicknesses of the copper and NiCr layers were confirmed by the fluorescent X-ray method.
次に、各フィルムからの下地金属薄膜形成フィルム付きの積層板をCu製の枠に固定し、硫酸銅めっき浴を用い、電解めっき液(硫酸銅80g/l、硫酸210g/l、HCl、光沢剤少量)に浸漬し、電気を1.5Adm2流すことにより、厚さ4μmの厚付け銅メッキ層(厚付け層)を形成した。引き続き120℃で10分間熱処理して乾燥し、金属化ポリイミドフィルム・支持体積層体を得た。 Next, a laminated board with a base metal thin film forming film from each film is fixed to a Cu frame, and an electroplating solution (copper sulfate 80 g / l, sulfuric acid 210 g / l, HCl, gloss, using a copper sulfate plating bath). A thick copper plating layer (thickening layer) having a thickness of 4 μm was formed by immersing in a small amount of the agent and flowing 1.5 Adm 2 of electricity. Subsequently, it was heat-treated at 120 ° C. for 10 minutes and dried to obtain a metallized polyimide film / support laminate.
得られた各金属化ポリイミドフィルム・支持体積層体に対して、フォトレジスト(シプレー社製「FR−200」)を塗布乾燥した後に、ガラスフォトマスクで密着露光し、さらに1.2質量%KOH水溶液にて現像した。次に、HClおよび過酸化水素を含む塩化第二銅のエッチングラインで、40℃、2kgf/cm2のスプレー圧でエッチングし、ライン/スペース=20μm/20μmのライン列をテストパターンとして形成した。次いで、0.5μm厚に無電解スズメッキを施した後、125℃で1時間のアニール処理を行った。そして、形成したパターンを光学顕微鏡で観察し、だれ、パターン残り、パターン剥がれなどの有無を評価した。 After applying and drying a photoresist (“FR-200” manufactured by Shipley Co., Ltd.) to each metallized polyimide film / support laminate, the resulting metallized polyimide film / support laminate was subjected to contact exposure with a glass photomask, and further 1.2 mass% KOH. Developed with an aqueous solution. Next, etching was performed with a cupric chloride etching line containing HCl and hydrogen peroxide at 40 ° C. and a spray pressure of 2 kgf / cm 2 to form a line row of lines / spaces = 20 μm / 20 μm as a test pattern. Next, after electroless tin plating was applied to a thickness of 0.5 μm, annealing treatment was performed at 125 ° C. for 1 hour. Then, the formed pattern was observed with an optical microscope, and the presence or absence of drool, pattern residue, pattern peeling, etc. was evaluated.
実施例1〜15の積層体において、だれ、パターン残り、パターン剥がれなどの無い良好なパターンが得られた。また、この後、さらに窒素置換したマッフル炉内で昇温速度10℃/分で400℃まで昇温した後、400℃で1時間保持し、その後自然降温させても、膨れ、剥がれなど発生することは無かった。 In the laminates of Examples 1 to 15, good patterns with no sagging, pattern residue, and pattern peeling were obtained. Further, after the temperature is increased to 400 ° C. at a rate of temperature increase of 10 ° C./min in a muffle furnace further substituted with nitrogen, swelling and peeling occur even if the temperature is kept at 400 ° C. for 1 hour and then naturally cooled. There was nothing.
これに対して、比較例1〜7の積層体を用いた場合は、いずれもフィルム剥がれが生じて、良好なパターンが得られなかった。 On the other hand, when the laminates of Comparative Examples 1 to 7 were used, film peeling occurred and no good pattern was obtained.
以上の応用例の結果から、本発明の製造方法により、支持体とポリイミドフィルムとの剥離強度が適正に調整された積層体は、金属化などの各工程に耐え得るものであり、その後のパターン作製においても良好なパターンを形成し得ることが確認できた。 From the results of the above application examples, the laminate in which the peeling strength between the support and the polyimide film is appropriately adjusted by the production method of the present invention can withstand each process such as metallization, and the subsequent pattern It was confirmed that a good pattern could be formed in the production.
本発明に係る積層体の製造方法によって、ポリイミドフィルムに対してパターン化処理を行い、その後、支持体とポリイミドフィルムとを重ね合わせる製造方法を採用することによって、カップリング剤表面に対する作業工程を減らすことができ、カップリング処理層表面の汚れを抑制できる。したがって、本発明の積層体は、極小薄のポリイミドフィルム上のデバイス構造体などの製造過程に有効に使用でき、極薄の絶縁性、耐熱性、寸法安定性に優れた高分子フィルム上に、精度よく回路やデバイス形成ができる。それ故に、センサー、表示デバイス、プローブ、集積回路、およびこれらの複合デバイス、アモルファスSi薄膜太陽電池、SeやCIGS系化合物半導体薄膜太陽電池基板およびこれらを使った太陽電池などのデバイス構造体の製造に有用であり、産業界への寄与は大きい。 By carrying out the patterning process on the polyimide film by the manufacturing method of the laminate according to the present invention, and then adopting the manufacturing method in which the support and the polyimide film are superposed, the work steps on the coupling agent surface are reduced. And contamination of the surface of the coupling treatment layer can be suppressed. Therefore, the laminate of the present invention can be used effectively in the production process of a device structure on an ultra-thin polyimide film, on an ultra-thin polymer film excellent in insulation, heat resistance, and dimensional stability. Circuits and devices can be formed with high accuracy. Therefore, in the manufacture of device structures such as sensors, display devices, probes, integrated circuits, and composite devices thereof, amorphous Si thin film solar cells, Se and CIGS compound semiconductor thin film solar cell substrates, and solar cells using them. It is useful and greatly contributes to the industry.
1 ガラス基板
2 カップリング処理層
3、3’ UV光遮断マスク
4 ポリイミドフィルム
5、5’ UV照射部
6、6’ UV未照射部
7、7’、7’’ ポリイミドフィルムの一部分
8 ガスバリア層
9 デバイス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass substrate 2 Coupling process layer 3, 3 'UV light blocking mask 4 Polyimide film 5, 5' UV irradiation part 6, 6 'UV non-irradiation part 7, 7', 7 '' A part of polyimide film 8 Gas barrier layer 9 device
Claims (5)
上記支持体の上記ポリイミドフィルムに対向する側の面に対して、カップリング処理層を形成するカップリング処理層形成工程と、
上記ポリイミドフィルムの上記支持体に対向する側の面の一部に、パターン化処理を施して所定のパターンを形成するパターン形成工程と、
上記カップリング処理層形成工程及び上記パターン形成工程の後に、上記支持体と上記ポリイミドフィルムとを重ね合わせて加圧加熱処理する加圧加熱処理工程と
を備え、上記パターン化処理が不活性化処理であり、該不活性化処理がブラスト処理、真空プラズマ処理、大気圧プラズマ処理、コロナ処理、活性放射線照射処理、活性ガス処理、及び薬液処理からなる群より選択される少なくとも1種を行う
ことを特徴とする積層体の製造方法。 A method for producing a laminate of a support and a polyimide film,
A coupling treatment layer forming step for forming a coupling treatment layer on the surface of the support facing the polyimide film,
A pattern forming step of forming a predetermined pattern by performing a patterning process on a part of the surface of the polyimide film facing the support,
After the coupling treatment layer formation step and the pattern formation step, a pressure heat treatment step is performed in which the support and the polyimide film are overlapped and subjected to pressure heat treatment, and the patterning treatment is an inactivation treatment. The inactivation treatment is performed at least one selected from the group consisting of blast treatment, vacuum plasma treatment, atmospheric pressure plasma treatment, corona treatment, actinic radiation irradiation treatment, active gas treatment, and chemical treatment. The manufacturing method of the laminated body characterized.
支持体とポリイミドフィルムとカップリング処理層とを有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の製造方法により得られた積層体を用い、
該積層体のポリイミドフィルム上にデバイスを形成した後、上記ポリイミドフィルムに切り込みを入れて該ポリイミドフィルムを上記支持体から剥離する
ことを特徴とするデバイス構造体の製造方法。 A method for producing a structure in which a device is formed on a polyimide film,
Using the laminated body obtained by the manufacturing method of any one of Claims 1-4 which has a support body, a polyimide film, and a coupling process layer,
After forming a device on the polyimide film of this laminated body, the said polyimide film is cut | incised and this polyimide film is peeled from the said support body. The manufacturing method of the device structure characterized by the above-mentioned.
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